JP5030948B2 - Distributed media access protocol for wireless mesh networks - Google Patents

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Abstract

This invention defines a medium access protocol for the support of mesh networking in wireless communications. It defines a phase for intra-cell and a phase for inter-cell traffic. During the inter-cell traffic a beacon phase is used for the reservation of transmissions. In this phase also information about the mesh topology is included and parallel transmission are supported. Even though this medium access protocol is intended to be proposed in standardization of IEEE 802.11 mesh networks (802.11) it could be used in any wireless mesh network.

Description

本発明は、無線メッシュネットワークに関する分散型媒体アクセスプロトコルに関する。   The present invention relates to a distributed medium access protocol for wireless mesh networks.

MBOA(マルチバンドOFDMアライアンス)は、ウルトラワイドバンド(UWB)周波数帯域において動作するWPAN(無線パーソナルエリアネットワーク)に関する分散型システムである。MBOAシステムは、将来のトラフィックに関するチャネルリソース予約を作成するDRP(分散型予約プロトコル)を用いて、単一のホップ通信状況において、例えば優先付けチャネルアクセス(PCA)などの他のコンテンションに基づくプロトコルが提供するよりも遥かに高いチャネルアクセス効率性を提供する。   MBOA (Multiband OFDM Alliance) is a distributed system for WPAN (Wireless Personal Area Network) that operates in the Ultra Wideband (UWB) frequency band. The MBOA system uses DRP (Distributed Reservation Protocol) to create channel resource reservations for future traffic, and other contention based protocols such as prioritized channel access (PCA) in a single hop communication situation. Provides much higher channel access efficiency than does.

メッシュネットワークは、フルメッシュトポロジー又は部分的なメッシュトポロジーである2つの接続構成のうちの1つ使用するPAN(パーソナルエリアネットワーク)である。フルメッシュトポロジーにおいて、各ノードは、他のノードのそれぞれに直接接続されている。部分的メッシュトポロジーにおいて、いくつかのノードは、全ての他のノードに接続されているが、ノードのいくつかは、これらのノードが大抵のデータを交換する他のノードのみに接続される。メッシュネットワークは、伝送電力又は受信感度を増加させることなくネットワークカバー範囲の地理的な拡張を提供する能力を有する。メッシュネットワークは、ルート冗長性による向上された信頼性、及び容易なネットワーク設定をも提供し得、またデータの再送信の少ない可能性により装置バッテリ寿命を増加させ得る。   The mesh network is a PAN (Personal Area Network) that uses one of two connection configurations that are a full mesh topology or a partial mesh topology. In a full mesh topology, each node is directly connected to each other node. In a partial mesh topology, some nodes are connected to all other nodes, but some of the nodes are connected only to other nodes with which these nodes exchange most data. Mesh networks have the ability to provide a geographical extension of network coverage without increasing transmission power or reception sensitivity. A mesh network may also provide improved reliability due to route redundancy, and easy network configuration, and may increase device battery life with less chance of data retransmission.

無線メッシュネットワークは、装置が、特に悪条件において、当該ネットワークを介してパケットを送信することに関して、互いに支援するマルチホップシステムである。メッシュネットワークは、ある位置において最小の準備を用いて確立され得る。このようなメッシュネットワークは、アドホックネットワークとも呼ばれる。メッシュネットワークは、数千の装置に容易に拡張され得る、信頼性があり、柔軟なシステムを提供する。   A wireless mesh network is a multi-hop system in which devices assist each other with regard to sending packets over the network, especially in adverse conditions. A mesh network may be established with minimal preparation at a location. Such a mesh network is also called an ad hoc network. Mesh networks provide a reliable and flexible system that can be easily extended to thousands of devices.

工業的な制御及びセンシングに関してMITで元々開発された無線メッシュネットワークトポロジーは、アドホック又はマルチホップネットワークと呼ばれる、ポイントツーポイント、又はピアツーピアシステムである。このようなネットワークにおけるノードは、メッセージを送信及び受信し得る。更に、メッシュネットワークにおけるノードは、隣接するノードのためにメッセージをリレーし得るルータとしても機能し得る。リレー処理を通じて、無線データのパケットは、目的地への経路を発見し、信頼出来る通信リンクを有する中間ノードを通過する。無線メッシュネットワークにおいて、多数のノードは、メッセージをその目的地へリレーするために協働する。メッシュトポロジーは、厳しい工業的な環境において動作する場合に特に重要であるネットワークの総合信頼性を向上させる。   The wireless mesh network topology originally developed at MIT for industrial control and sensing is a point-to-point or peer-to-peer system called an ad hoc or multi-hop network. Nodes in such networks can send and receive messages. In addition, nodes in a mesh network can also function as routers that can relay messages for neighboring nodes. Through relay processing, packets of wireless data find a route to the destination and pass through an intermediate node with a reliable communication link. In a wireless mesh network, multiple nodes work together to relay messages to their destination. Mesh topology improves the overall reliability of the network, which is particularly important when operating in harsh industrial environments.

図1を参照すると、リレー処理を通じて、無線データのパケットは、信頼出来る通信リンクを有する中間ノードを通過することによって、目的地への経路を発見する。無線メッシュネットワーク10において、多数のノード12,14,16は、メッセージを元のノード18からその目的地20へリレーするために協働する。メッシュトポロジー10は、厳しい工業的な環境において動作する場合に特に重要であるネットワークの総合信頼性を向上させる。   Referring to FIG. 1, through a relay process, a packet of wireless data finds a route to a destination by passing through an intermediate node having a reliable communication link. In the wireless mesh network 10, a number of nodes 12, 14, 16 cooperate to relay a message from the original node 18 to its destination 20. The mesh topology 10 improves the overall reliability of the network, which is particularly important when operating in harsh industrial environments.

インターネット及び他のピアーツーピアのルータに基づくネットワークと同様に、メッシュネットワーク10は、ネットワークを介して多数の冗長な通信経路を提供する。ノード間のあるリンク(例えばノード14及び16間)が、いずれかの理由(強いRF干渉の導入を含む)により故障する場合、ネットワークは、代替的な経路を介して(例えば、ノード14からノード22へ、そしてノード20へ)メッセージを自動的にルーティングする。   Similar to networks based on the Internet and other peer-to-peer routers, the mesh network 10 provides a number of redundant communication paths through the network. If a link between nodes (eg, between nodes 14 and 16) fails for any reason (including the introduction of strong RF interference), the network may take an alternate path (eg, from node 14 to node). 22 and to node 20) automatically routes the message.

メッシュネットワークにおいて、ノード間の距離を縮めることは、リンク品質を劇的に増加させる。ノード間の距離が2の係数で低減される場合、生じる信号は、受信器側において少なくとも4倍強力である。このことは、リンクを、このノードにおいて送信器電力を増加させる必要なく、より信頼性のあるものにする。メッシュネットワークにおいて、ネットワークにより多くのノードを単純に加えることによって、到達距離を拡大し、冗長性を加え、またネットワークの全体的な信頼性を向上させ得る。   In mesh networks, reducing the distance between nodes dramatically increases link quality. If the distance between the nodes is reduced by a factor of 2, the resulting signal is at least four times stronger at the receiver side. This makes the link more reliable without having to increase transmitter power at this node. In a mesh network, simply adding more nodes to the network can increase reach, add redundancy, and improve the overall reliability of the network.

ウルトラワイドバンド(UWB)は、短距離に関して、非常に低い電力を用いて広い周波数帯域のスペクトルにおいて、大量のデジタルデータを送信する無線技術である。ウルトラワイドバンド無線通信は、非常に低い電力(0.5ミリワット未満)で、230フィートまでの距離において、大量のデータを搬送することが可能であり、またより高い電力で動作するより制限された帯域において、信号を反射する傾向があるドア及び他の障害物を通って信号を搬送する能力を有する。ウルトラワイドバンドは、ハンドヘルド無線装置を他の類似の装置及び/又は例えばデスクトップコンピュータに接続する規格である、Bluetooth(登録商標)などの、別の短距離無線技術に相当する。   Ultra-wideband (UWB) is a wireless technology that transmits large amounts of digital data over a wide frequency band spectrum using very low power over short distances. Ultra-wideband wireless communication can carry large amounts of data at very low power (less than 0.5 milliwatts) at distances up to 230 feet, and in more limited bands operating at higher power Have the ability to carry the signal through doors and other obstacles that tend to reflect the signal. The ultra-wideband represents another short-range wireless technology, such as Bluetooth®, a standard for connecting handheld wireless devices to other similar devices and / or desktop computers, for example.

ウルトラワイドバンドは、非常に広いスペクトルにわたる搬送波信号において(複数の周波数チャネルにおいて)、非常に正確に時間割り当てされるデジタルパルスを放送する。ワイドバンド送信器及び受信器は、1兆分の1秒内の高精度を有するパルスを送信及び受信するように調整されなければならない。ウルトラワイドバンドにおいて使用されるいかなる与えられる周波数帯域においても、ウルトラワイドバンド信号は、帯域における通常信号よりも少ない電力を必要とする。更に、ウルトラワイドバンドの予想される背景ノイズは、低いので、理論的には、何の干渉もあり得ない。   The ultra-wide band broadcasts digital pulses that are time-assigned very accurately in carrier signals over a very broad spectrum (in multiple frequency channels). Wideband transmitters and receivers must be tuned to transmit and receive pulses with high accuracy within a trillionth of a second. In any given frequency band used in the ultra-wide band, an ultra-wide band signal requires less power than a normal signal in the band. Furthermore, the expected background noise of the ultra-wide band is low, so theoretically there can be no interference.

ウルトラワイドバンドは、様々な状況において使用されており、現在、UWBの2つの普及しているアプリケーションは、信号が表面近傍を貫通するが、かなり離れた表面を反射し、オブジェクトが壁又は他の遮蔽物の後ろにあることを検出されるのを可能にするようなレーダーと、制限された範囲において非常に高い速度で情報を搬送する非常に低電力で且つ比較的低コストの信号を可能にする、デジタルパルスを用いる音声及びデ−タ送信と、を含むアプリケーションを含む。   Ultra-widebands are used in a variety of situations, and currently two popular applications of UWB are that the signal penetrates near the surface but reflects a far away surface and the object is either a wall or other Enables radar that allows it to be detected behind an occlusion and very low power and relatively low cost signals that carry information at very high speeds in a limited range Applications including voice and data transmission using digital pulses.

本発明は、無線通信におけるメッシュネットワークの支援に関する媒体アクセスプロトコルを規定する。   The present invention defines a medium access protocol for mesh network support in wireless communications.

本発明は、セル内に関する段階及びセル間トラフィックに関する段階を規定する。セル間トラフィックにおいて、ビーコン段階が、送信の予約のために用いられる。この段階において、メッシュトポロジーに関する情報も含まれ、並列送信がサポートされる。   The present invention defines the steps relating to intra-cell and inter-cell traffic. In inter-cell traffic, the beacon phase is used for transmission reservations. At this stage, information about the mesh topology is also included and parallel transmission is supported.

この媒体アクセスプロトコルはIEEE802.11メッシュネットワーク(802.11)の標準規格において提案されるように意図されているが、いかなる無線メッシュネットワークにおいても使用され得る。   This medium access protocol is intended to be proposed in the IEEE 802.11 mesh network (802.11) standard, but may be used in any wireless mesh network.

本発明の上述の要約は、本発明の各実施例又は各態様を表すようには意図されていない。   The above summary of the present invention is not intended to represent each embodiment or every aspect of the present invention.

本発明の方法及び装置のより完全な理解は、添付の図面と併用して、以下の詳細な説明を参照することにより得られる。   A more complete understanding of the method and apparatus of the present invention can be obtained by reference to the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

IEEE802.11などの無線LANに関する既存の媒体アクセスプロトコルは、マルチホップ通信を効率的に支援しない。したがって、自動トポロジー学習及び動的経路構成を可能にする無線リンクと相互接続されるアクセスポイント(AP)の一群として拡張サービスセット(ESS)を構築するのを可能にする手順を発見及び規定することが必要とされる。ESSメッシュは、基本サービスセット(BSS)及びESSとの局の関係に関して、有線ESSと機能的に同等である。   Existing medium access protocols for wireless LANs such as IEEE 802.11 do not efficiently support multi-hop communication. Thus, discovering and defining a procedure that allows to build an extended service set (ESS) as a group of access points (APs) that are interconnected with wireless links that allow automatic topology learning and dynamic path configuration Is needed. The ESS mesh is functionally equivalent to the wired ESS with respect to the basic service set (BSS) and the station relationship with the ESS.

本発明の実施例は、一群の802.11アクセスポイント(AP)間における無線配信システム(WDS)に関する媒体アクセス制御(MAC)プロトコルを提供する。様々な実施例に従い、且つアクセスポイントのいずれかに関連付けられる携帯型局は、1)所与の群におけるいずれかのアクセスポイント、2)一群におけるアクセスポイントに関連付けられるいずれかの携帯型局、及び3)メッシュゲートウェイを介したいずれかの接続外部ネットワーク、と通信することが可能であるべきである。   Embodiments of the present invention provide a medium access control (MAC) protocol for a wireless distribution system (WDS) between a group of 802.11 access points (APs). A portable station according to various embodiments and associated with any of the access points is 1) any access point in a given group, 2) any portable station associated with an access point in the group, and 3) It should be possible to communicate with any connected external network via a mesh gateway.

上記の点を可能にするアクセスポイント間における通信は、本発明の実施例において、特に位置に関して、携帯型局に透過であるべきである。   Communication between access points that enables the above points should be transparent to the portable station, particularly with respect to location, in embodiments of the present invention.

この例示的な無線配信サービスにおけるアクセスポイントは、二重の役割を演じ、一方では、アクセスポイントが、関連付けられる局に特別な機能を提供する基本802.11APとして作用する。他方では、アクセスポイントはそれ自体が、基本サービスセット(BSS)に提供していたサービスを満たすために互いに通信する無線局である。   The access point in this exemplary wireless distribution service plays a dual role, while the access point acts as a basic 802.11 AP that provides special functionality to associated stations. On the other hand, access points are radio stations that themselves communicate with each other to satisfy the services they were providing to a basic service set (BSS).

2つのBSS及び1つの配信システム(DS)を有する例示的な無線状況の通常の状況は、図2に示される。   The normal situation of an exemplary radio situation with two BSSs and one distribution system (DS) is shown in FIG.

BSS1(26)における局1(20)、局2(22)及び局3(24)、並びにBSS(32)における局4(28)及び局5(30)は、2つの、重複しないBSSを構成する。BSS1(26)におけるアクセスポイント(AP)34及びBSS2(32)におけるアクセスポイント36は、BSS間通信を可能にする。無線配信システム(WDS)におけるこの通信を支援するMACの仕組みは、以下に説明される。   Station 1 (20), station 2 (22) and station 3 (24) in BSS1 (26), and station 4 (28) and station 5 (30) in BSS (32) constitute two non-overlapping BSSs. To do. An access point (AP) 34 in the BSS1 (26) and an access point 36 in the BSS2 (32) enable inter-BSS communication. The MAC mechanism that supports this communication in the wireless distribution system (WDS) is described below.

本発明の実施例に従う可能な状況に関して、以下の仮定がなされる。   The following assumptions are made regarding possible situations in accordance with embodiments of the present invention.

1)アクセスポイントのアドホック配置
アクセスポイントの空間的位置は、これらアクセスポイント及び他のアクセスポイントには未知であり、アクセスポイントは、所与の領域に任意に配置され得る。周囲環境の構造、隣接するAP間の距離、及び干渉状況に関して何の事前知識もなく、更に、AP又はこれらAP間の障害物についての地理的情報を得る可能性もない。
1) Ad-hoc placement of access points The spatial location of access points is unknown to these and other access points, and access points can be arbitrarily placed in a given area. There is no prior knowledge about the structure of the surrounding environment, the distance between adjacent APs, and the interference situation, and there is no possibility of obtaining geographical information about the APs or obstacles between these APs.

2)アクセスポイントトポロジーは半静止的ないし静止的である。
いずれかのAP変更の速度は、関連付けられる局の動き及びトラフィックパターンに比べて無視できる。
2) Access point topology is semi-stationary or stationary.
The rate of any AP change is negligible compared to the associated station movement and traffic pattern.

3)アクセスポイントのネットワークは、完全に接続されていない。
作用されるべき大規模領域又はインドア−状況により、AP間の直接通信の可能性を記述する、APの通信グラフが、完全に接続されないことを仮定し得ない。しかし、APの各対は、可能ないくつかの他のAPの経路により接続され得るべきであり、このことは、通信グラフが接続されることを意味する。
3) The access point network is not fully connected.
Due to the large area or indoor-situation to be affected, it cannot be assumed that the AP's communication graph describing the possibility of direct communication between APs will not be fully connected. However, each pair of APs should be able to be connected by some other possible AP path, which means that the communication graph is connected.

この仮定の1つの示唆は、中央にされる座標のいかなる試みをも複雑化させる、DSにおける簡単な放送の不可能性である。別の示唆は、マルチホップの仕組みの必要性であり、APに他のAPへリレーさせ、これにより、データが最終目的地へと継続され得る。   One suggestion of this assumption is the impossibility of simple broadcasting in DS, complicating any attempt at centered coordinates. Another suggestion is the need for a multi-hop mechanism, which allows the AP to relay to other APs so that data can continue to the final destination.

マルチホップ通信が必要とされる例示的な状況は、無線マルチホップ状況40である、図3において確認され得る。DS(42)並びにAP(46)及びAP(48)間のマルチホップ接続44の透過な使用により、BSS1(50)における局は、インターネット52へのゲートウェイとして作用する局8(46)に接続することが可能である。マルチホップ対応のDS(42)を用いない場合、このことは不可能である。というのも、局4(48)が、局8(46)に無線的に到達し、通信することが可能でないからである。   An exemplary situation where multi-hop communication is required can be seen in FIG. 3, which is a wireless multi-hop situation 40. By transparent use of the DS (42) and the multi-hop connection 44 between the AP (46) and the AP (48), the station in the BSS1 (50) connects to the station 8 (46) acting as a gateway to the Internet 52. It is possible. This is not possible without using a multi-hop DS (42). This is because station 4 (48) cannot reach station 8 (46) wirelessly and communicate.

例示的なアクセスポイントは、単一周波数無線のみを所持し得る。この要件は、APの構築のコストを簡素化及び低減するが、DS及び全てのBSSが同一の無線媒体を共有する必要があるという複雑性を生じさせ、衝突の発生及び効率の低下を生じさせる。MACプロトコルの簡単な例示的な改善は、二重周波数無線又は多重周波数無線を用いて達成され得る。   An exemplary access point may possess only a single frequency radio. This requirement simplifies and reduces the cost of building an AP, but introduces the complexity that the DS and all BSS need to share the same wireless medium, resulting in collisions and reduced efficiency. . A simple exemplary improvement of the MAC protocol can be achieved using dual frequency radio or multi-frequency radio.

以下に説明される本発明の実施例において、局は、(1)BSSの関連付け及び作成のように管理サービスを提供し得る基本802.11アクセスポイントである、(2)アクセスポイント機能に関して必要とされる能力を得るためにピア間におけるマルチホップ通信を使用し得る無線配信システムにおける局である、及び(3)メッシュネットワーク局すなわちメッシュポイントであるように規定される上述の状況において配置される。   In the embodiments of the invention described below, a station is required for (2) access point functionality, which is (1) a basic 802.11 access point that can provide management services such as BSS association and creation. Deployed in a wireless distribution system that can use multi-hop communication between peers to gain capability, and (3) deployed in the above situation defined to be a mesh network station or mesh point.

APトラフィック段階において用いられるEDCAとは対照的に、この新しい例示的なMACプロトコルは、メッシュネットワークにおける効率的なマルチホップ通信を可能にする。等しい長さの交渉される送信機会(TxOP)の使用は、予想可能な媒体アクセスになる。というのも、全ての近傍のメッシュポイントが、メッシュネットワークにおけるどのメッシュポイントがTxOPにおいてどの部分の役割を演じるのかを学ぶことが可能であるからである。メッシュポイントに提供されるこの強化された知識/情報は、プロトコルが、例示的なメッシュネットワークの能力増加に直接繋がる、より多くの空間的再利用を可能にするようにさせる。   In contrast to the EDCA used in the AP traffic phase, this new exemplary MAC protocol enables efficient multi-hop communication in mesh networks. The use of equal length negotiated transmission opportunities (TxOP) results in predictable medium access. This is because all neighboring mesh points can learn which part of the mesh network plays which part in TxOP. This enhanced knowledge / information provided to the mesh points allows the protocol to allow more spatial reuse that directly leads to increased capacity of the exemplary mesh network.

空間的再利用の可能性に関する簡単な例は、図4において見られ得る。メッシュポイントSTA1(60)、STA2(62)、STA3(64)及びSTA4(68)のそれぞれは、自身のBSSを有し、おそらくいくつかの関連付けられる携帯型局を有する。メッシュポイントSTA1(60)のBSSにおける携帯型局は、メッシュポイントSTA4(68)(STA4(68)は、例えば、インターネットへのゲートウェイ又はポータルである)へアドレスされるトラフィックを生成し、メッシュポイントSTA4(68)はトラフィックへ返答する。   A simple example regarding the possibility of spatial reuse can be seen in FIG. Each of mesh points STA1 (60), STA2 (62), STA3 (64) and STA4 (68) has its own BSS, and possibly some associated mobile stations. The mobile station in the BSS of mesh point STA1 (60) generates traffic addressed to mesh point STA4 (68) (STA4 (68) is, for example, a gateway or portal to the Internet), and mesh point STA4 (68) responds to the traffic.

メッシュポイントSTA1(60)及びSTA4(68)が互いに受信範囲外にいるので、これらメッシュポイントは、互いに直接通信し得ない。これらのメッシュポイントは、(1a−c)及び(2a−c)として記されるメッシュポイントSTA2(62)及びSTA3(64)を介して2、3ホップ経路を使用する。   Since mesh points STA1 (60) and STA4 (68) are out of range of each other, these mesh points cannot communicate directly with each other. These mesh points use a 2-3 hop path through mesh points STA2 (62) and STA3 (64), denoted as (1a-c) and (2a-c).

メッシュポイントSTA3(64)は、送信においてメッシュポイントSTA3(64)においてメッシュポイントSTA1(60)によって作成される干渉が低いので、リンク(1a)及び(2c)の同時使用が可能であることを推測することが可能であり、メッシュポイントSTA3(64)は、使用されるTxOPの数がリンク(1a)に関して使用されるものと同一であるように、メッシュポイントSTA4(68)と交渉し得る。後者の情報は、メッシュポイントSTA1(60)及びメッシュポイントSTA2(62)間における交渉手順を通じてメッシュポイントSTA3(64)に対して直接入手可能である。   Since mesh point STA3 (64) has low interference created by mesh point STA1 (60) at mesh point STA3 (64) in transmission, it is assumed that links (1a) and (2c) can be used simultaneously And mesh point STA3 (64) may negotiate with mesh point STA4 (68) such that the number of TxOPs used is the same as that used for link (1a). The latter information is directly available to mesh point STA3 (64) through a negotiation procedure between mesh point STA1 (60) and mesh point STA2 (62).

同様に、リンク(1c)及び(2a)は、同時に使用され得、このことにより、図5に与えられる例示的なトラフィック/時間図になる。図5は、図4における状況に関する時間における送信の最適配置である。   Similarly, links (1c) and (2a) can be used simultaneously, which results in the exemplary traffic / time diagram given in FIG. FIG. 5 is an optimal arrangement of transmissions in time for the situation in FIG.

本発明の実施例が空間的再利用を支援する一方で、どのTxOPが同時に送信され得るかを決定するためにメッシュポイントによって使用される仕組みは、本発明の範囲から外れている。   While embodiments of the present invention support spatial reuse, the mechanism used by mesh points to determine which TxOPs can be transmitted simultaneously is outside the scope of the present invention.

本発明の例示的な必須の特徴は、TxOP予約を用いて並列送信を支援するMACプロトコルの規定である。これは、時間間隔(スーパーフレーム)を、BSS内トラフィック(APトラフィック)に関する第1段階及びDS内(メッシュポイント)に関する第2段階に分割する。   An exemplary essential feature of the present invention is the definition of a MAC protocol that supports parallel transmission using TxOP reservation. This divides the time interval (superframe) into a first stage for intra-BSS traffic (AP traffic) and a second stage for intra-DS (mesh points).

APトラフィック段階において、DCF、EDCA、及びHCCAなどの既存のMAC仕組みは、局及びアクセスポイント間における通信に関して使用される。メッシュトラフィック段階は、コンテンションフリー期間(CFP)を用いてレガシーの802.11から保護される。メッシュトラフィック段階は、2スーパーフレーム毎に発生するビーコン期間、及びデータ送信に関する別の期間に分割される。本発明の実施例は、近傍の近傍スロット占有の包含及びTxOP交渉における並列送信の支援などの、メッシュトポロジーに関する向上を導入する。ゴーストビーコン期間、バッファ領域、可変ビーコン長、短アドレスフォーマット、累積承認(cumulative acknowledgement)などの他の仕組みも、例示的なMACプロトコルの性能を向上させるのに使用され得る。   In the AP traffic phase, existing MAC mechanisms such as DCF, EDCA, and HCCA are used for communication between stations and access points. The mesh traffic phase is protected from legacy 802.11 using a contention free period (CFP). The mesh traffic phase is divided into a beacon period that occurs every two superframes and another period for data transmission. Embodiments of the present invention introduce improvements on mesh topology, such as inclusion of neighboring neighborhood slot occupancy and support for parallel transmission in TxOP negotiations. Other schemes such as ghost beacon period, buffer area, variable beacon length, short address format, cumulative acknowledgment, etc. may also be used to improve the performance of the exemplary MAC protocol.

MACアーキテクチャ(MAC Architecture)
メッシュポイントにおける例示的なMAC層の主な目標のうちの1つは、関連付けられる802.11局又はゲートウェイ(ポータル)から生じるデータをリレーする目的で、配信システム(DS)へのアクセスを提供することである。異なるメッシュポイント間の通信は、MAC内部管理通信であるか、又は携帯型802.11局及びそのアクセスポイント間における以前の通信の効果である。
MAC Architecture
One of the main goals of the exemplary MAC layer at the mesh point is to provide access to the distribution system (DS) for the purpose of relaying data originating from the associated 802.11 station or gateway (portal). is there. Communication between different mesh points is MAC internal management communication or is the effect of previous communication between the portable 802.11 station and its access point.

図6を参照すると、例示的なMACプロトコルは、単一及び多重無線メッシュネットワークに関する効率的な支援を提供する。単一無線メッシュネットワークにおいて、BSS内トラフィック及びDS内トラフィック間の分割は、経時的に行われ、メッシュポイント及びそれに関連付けられる携帯型局間のデータの交換に関する段階は、メッシュポイント間におけるピアトラフィックのために意図されている段階と交替される。第1段階におけるトラフィックは、APトラフィック70と呼ばれ、第2段階におけるトラフィックは、メッシュトラフィック72と呼ばれる。多重無線メッシュポイントを用いると、APトラフィックに関する1つ以上の周波数並びにメッシュトラフィックに関する1つ以上の周波数が用いられ得る。   Referring to FIG. 6, an exemplary MAC protocol provides efficient support for single and multiple wireless mesh networks. In a single wireless mesh network, the split between intra-BSS traffic and intra-DS traffic occurs over time, and the steps related to the exchange of data between mesh points and the associated mobile stations are the steps for peer traffic between mesh points. To replace the stage intended for. The traffic in the first stage is called AP traffic 70 and the traffic in the second stage is called mesh traffic 72. With multiple radio mesh points, one or more frequencies for AP traffic as well as one or more frequencies for mesh traffic may be used.

無線リソースの効率的な使用を可能にするために、単一の無線/単一周波数メッシュネットワークに関する解決法は、多重無線解決法よりもより更に複雑である。本文書で提案される例示的な実施例は、単一及び多重周波数解決法を支援することが可能である。初めに、単一無線メッシュネットワークに関する解決法を説明する。   To enable efficient use of radio resources, the solution for a single radio / single frequency mesh network is even more complex than the multiple radio solution. The exemplary embodiments proposed in this document can support single and multiple frequency solutions. First, a solution for a single wireless mesh network is described.

APトラフィック段階(ATP)70において、802.11 DCF,802.11e EDCA又は802.11e HCCAが、メッシュポイントによる及び局による無線媒体(WM)へのアクセスをするのに用いられる。したがって、ATP(70)は、非802.11局にも互換性がある。メッシュトラフィック段階(MTP)72は、いかなる非メッシュポイント(レガシー802.11局)をもサイレントにさせるためにCFP(74)の発表を用いる。したがって、MTPは、DS間トラフィック(すなわち44)の目的、特に優れたマルチホップ性能、を支援するために構築される。メッシュトラフィック段階72は、「メッシュトラフィック段階」の章の部分において以下に説明される。   In the AP traffic phase (ATP) 70, 802.11 DCF, 802.11e EDCA or 802.11e HCCA is used to access the wireless medium (WM) by mesh points and by stations. Thus, ATP (70) is also compatible with non-802.11 stations. The Mesh Traffic Stage (MTP) 72 uses the CFP (74) announcement to make any non-mesh point (legacy 802.11 station) silent. Therefore, MTP is built to support the purpose of inter-DS traffic (ie 44), particularly good multi-hop performance. The mesh traffic stage 72 is described below in the section of the “Mesh Traffic Stage” chapter.

1つのMTP72及び1つのATP70が一体となり、802.11規格から既知であるスーパーフレーム76を規定する。スーパーフレーム76は、mSuperframeSizeの固定長を有する。MTP72に関して使用されるこのスーパーフレーム76の一部は、mMTPMinTime及びmMTPMaxTime間にあるべきである。ATP70の持続時間は、これ以上には制限されていない。   One MTP 72 and one ATP 70 together form a superframe 76 known from the 802.11 standard. The super frame 76 has a fixed length of mSuperframeSize. The part of this superframe 76 used for MTP 72 should be between mmTPMinTime and mMTPMaxTime. The duration of ATP 70 is not limited any further.

802.11局のサイレント化(Silencing the 802.11-Stations)
標準802.11によると、各CFP74は、目標ビーコン送信時間(TBTT)80でAPによりビーコン78の送信で開始する。他の情報のなかでも、ビーコン78は、APの基本サービスセットにおけるコンテンションフリー期間(CFP)74の持続時間、及びスーパーフレーム76の持続時間を発表する。したがって、次のCFPの開始時間も規定される。全ての802.11規格は、何の送信も、AP(802.11eハイブリッドコーディネータ(HC)又は802.11ポイントコーディネータ(PC))以外のいかなる他の局によっても開始され得ない期間としてCFPを尊重する。以前のビーコンから学習しているので、全ての802.11局は、(局がCFポーリング可能(CFPollable)である場合)ポーリングされるか、又はCFPが終了するまで、チャネルにアクセスすることを避ける。更に、全ての局が計算して、いつ次のCFPの開始点が発生するかを知り、何のビーコンが次のスーパーフレーム/CFPの開始において受信されていない場合でも、サイレントになる。
Silencing the 802.11-Stations
According to standard 802.11, each CFP 74 begins with the transmission of a beacon 78 by the AP at a target beacon transmission time (TBTT) 80. Among other information, the beacon 78 announces the duration of the contention-free period (CFP) 74 and the duration of the superframe 76 in the basic service set of the AP. Therefore, the start time of the next CFP is also defined. All 802.11 standards respect the CFP as a period during which no transmission can be initiated by any other station other than the AP (802.11e Hybrid Coordinator (HC) or 802.11 Point Coordinator (PC)). Since learning from previous beacons, all 802.11 stations avoid accessing the channel until they are polled (if the station is CFPollable) or the CFP is terminated. In addition, all stations calculate to know when the next CFP start point occurs and become silent even if no beacons are received at the start of the next superframe / CFP.

図6及び図7の両方を参照すると、何の局もHC又はPCによってポーリングされることなくCFP74において無線媒体にアクセスしないので、レガシー802.11コンテンションから独立しているメッシュ調整関数(MCF)は、CFPにおいて使用され得る。全てのMTPは、ビーコン期間(BP)82で開始する。BP82において、全てのメッシュポイントは、ビーコンフレーム84a-84eを送信する。各局のビーコンフレームにおいて、メッシュポイントは、CFPの開始を、次のCFPの開始時間を含む、関連付けられる局へ発表される。全ての局は後者のCFPを尊重するので、何の特別な発表も必要とされない。したがって、例示的なプロトコルを更に強化するために、APは、任意選択的に、(プロトコルオーバーヘッドとして考慮され得る)1つおきのBPのみを使用し得る。したがって、1つのBP82のみが、2つのスーパーフレームにおいて必要とされる。欠けるBPは、「ゴーストビーコン期間」(GBP)86という用語により示され、局は、ビーコンを期待するが、ビーコンを受信しない。   Referring to both FIGS. 6 and 7, since no station has access to the wireless medium at CFP 74 without being polled by HC or PC, the mesh adjustment function (MCF) independent of legacy 802.11 contention is Can be used in CFP. All MTPs start with a beacon period (BP) 82. In BP 82, all mesh points transmit beacon frames 84a-84e. In each station's beacon frame, the mesh point announces the start of the CFP to the associated station, including the start time of the next CFP. All stations respect the latter CFP, so no special announcement is required. Thus, to further enhance the exemplary protocol, the AP may optionally use only every other BP (which may be considered as protocol overhead). Therefore, only one BP 82 is needed in two superframes. The missing BP is indicated by the term “ghost beacon period” (GBP) 86, and the station expects a beacon but does not receive a beacon.

GBP86とともにMTP72に続くAPT70において、各APが、入来のMTPの開始を発表するためにビーコンを送信する必要があることを特記するのが重要である。図6は、例示的な代替AP−トラフィック及びメッシュ−トラフィックを示す。   It is important to note that at the APT 70 following the MTP 72 with the GBP 86, each AP needs to send a beacon to announce the start of the incoming MTP. FIG. 6 illustrates exemplary alternative AP-traffic and mesh-traffic.

CFP74をメッシュ特定プロトコルとして使用することは、特別な注意を必要とする。例えば、非802.11において、「短縮(foreshortened)」CFPと呼ばれる状況が発生し得、局は、送信が、残りのCP(コンテンション期間)よりも終了するのに時間が長くかかる場合であっても、CFPの前に送信を開始し得る。したがって、802.11APは、CFPの開始をマークするTBTTにおいてビジーな媒体を感知し得、送信が終了するまでビーコンを送信するのを避ける。この動作は、遅延によりCFPを短縮させ、したがって、「短縮された」状況の名前を提供する。   The use of CFP 74 as a mesh specific protocol requires special care. For example, in non-802.11, a situation called “foreshortened” CFP may occur, even if the station takes longer to complete the transmission than the remaining CP (contention period). , Transmission may begin before CFP. Thus, the 802.11 AP may sense a busy medium in the TBTT marking the start of the CFP and avoids sending a beacon until the transmission is complete. This action shortens the CFP by delay and thus provides the name of the “shortened” situation.

「短縮」MTPは、例示的なメッシュネットワークにおいて許容され得ない。というのも、距離が原因で「反抗的(disobedient)」携帯型局88を聞かなかった局が存在し得るからである。これらの局は、スケジュールどおりにMTPを開始し得る。したがって、開始点は、非同期な状態になる。MTPの開始においてアイドル媒体を保証するために、TBTTは、本当の開始の前に少量であると発表される。このバッファ領域は、PHYモードにおいて送信される最大サイズのパケットの持続時間を正確に有し、これにより、「反抗的な」局は、MTPの前に送信を停止する。APは、他のAPとの衝突を避けるために、802.11eEDCAを用いて、バッファ領域におけるトラフィックを送信し得る。したがって、チャネル時間は消耗されず、APは、MTPの開始において送信を停止することを担当する。   “Abbreviated” MTP is not acceptable in an exemplary mesh network. This is because there may be stations that have not heard of the “disobedient” portable station 88 due to distance. These stations may initiate MTP as scheduled. Therefore, the starting point is in an asynchronous state. In order to guarantee idle media at the start of MTP, the TBTT is announced to be small before the real start. This buffer area has exactly the duration of the largest size packet transmitted in PHY mode, so that the “rebellious” station stops transmitting before MTP. An AP may send traffic in the buffer area using 802.11e EDCA to avoid collisions with other APs. Thus, the channel time is not consumed and the AP is responsible for stopping the transmission at the start of the MTP.

メッシュトラフィック段階(Mesh Traffic Phase)
MTP72において、全てのメッシュポイントは、媒体を共有するためにメッシュ調整関数(MCF)を使用する。2つの後続の等しい長さの段階は、1つはBP82で開始し、他方はGBP86で開始し、残り時間の調整が行われるBP82によって互いに接続される。これらの長さの提案は、ビーコンにおけるIEにおいて各局によって述べられ、いずれの局も提案される値の最大値を使用し得る。前記提案は、MTPの現在の対には影響を及ぼさないが、関連付けられる局のサイレンスが、「古い」値を用いておこなわれるので、後続の対には影響を及ぼす。
Mesh traffic phase
In MTP 72, all mesh points use a mesh adjustment function (MCF) to share media. Two subsequent equal length stages, one starting at BP 82 and the other starting at GBP 86, are connected to each other by BP 82 where the remaining time is adjusted. These length proposals are stated by each station in the IE in the beacon, and any station may use the maximum value proposed. The proposal does not affect the current pair of MTPs, but does affect the subsequent pairs because the associated station's silence is made using the “old” value.

MCFは、2つの段階をmTxOPLength92のいくつかの送信機会(修正802.11eを支援するQoSから既知であるTxOP)90に分割し、1つ以上のTxOP90の所有を得るためのプロトコルを提供する。所有の交渉は、BP82における情報要素84a-84eを含むことによって実行される。   The MCF divides the two stages into several transmission opportunities of mTxOPLength92 (TxOPs known from QoS supporting modified 802.11e) 90 and provides a protocol for obtaining ownership of one or more TxOPs 90. The ownership negotiation is performed by including information elements 84a-84e at BP82.

数個のBPの後で、TxOP所有90の交渉は終了され、TxOPの新しい所有者及び意図されている受信器の間における同意を生じさせる。前記同意は、受信器が、TxOPにおいて所有者からの送信を聞いていることを保証する。   After several BPs, the negotiation of TxOP ownership 90 is terminated, resulting in an agreement between the new TxOP owner and the intended receiver. The consent ensures that the receiver is listening to the transmission from the owner at TxOP.

所有者及び受信器の近傍における全ての他の局は、前記同意を尊重し、したがって、(1)所有者の送信を妨害し得る場合、送信器になることを避け、(2)送信器が所有者の送信を妨害し得る場合、受信器になることを避ける。   All other stations in the vicinity of the owner and receiver will respect the agreement and therefore (1) avoid becoming a transmitter if it can interfere with the owner's transmission, and (2) Avoid becoming a receiver if it can interfere with the owner's transmission.

TxOPの所有権は、したがって、このような時間において送信が成功する、可能な最良の機会を保証する。BPAPを用いて実行される交渉処理は、「TxOP交渉」と題されるセクションにおいて以下に説明される。1つの局の視点からの1つのメッシュトラフィック段階における時間の流れは、図7において描画される。   TxOP ownership therefore ensures the best possible opportunity for successful transmission at such times. The negotiation process performed using BPAP is described below in the section entitled “TxOP negotiation”. The time flow in one mesh traffic stage from one station's point of view is depicted in FIG.

トラフィック段階の開始において、各メッシュポイントは、各メッシュポイントが既に交渉されていた1つ以上の後続のTxOPの所有権を宣言するビーコンを送信する。BPの後で、所有者は、適切なTxOPにおいて送信し得る。   At the beginning of the traffic phase, each mesh point sends a beacon declaring ownership of one or more subsequent TxOPs for which each mesh point has already been negotiated. After BP, the owner can transmit on the appropriate TxOP.

メッシュポイントがTxOPの所有者である場合、以前に発表された受信器へデータを送信するために所与の時間を使用し得る。このデータは、以下のカテゴリのうちの1つに含まれる:
1) 送信器のBSSから別のBSSへのペイロード
異なるBSSから別のBSSへのリレーされたペイロード
以前のデータ受信の肯定的又は否定的な承認
受信器のみへアドレスされた情報要素
合計するために、MTPは、3つの構築ブロックに含まれる:ビーコンアクセスプロトコル(「ビーコン期間アクセスポイントプロトコル」セクション)、TxOP所有権交渉(「TxOP」セクション)、及び更に、所有されたTxOPにおけるデータ送信。
If a mesh point is the owner of a TxOP, a given time may be used to send data to a previously announced receiver. This data is included in one of the following categories:
1) Payload from sender BSS to another BSS Relayed payload from different BSS to another BSS Positive or negative acknowledgment of previous data reception Information element addressed only to receiver To sum , MTP is included in three building blocks: Beacon Access Protocol (“Beacon Period Access Point Protocol” section), TxOP Ownership Negotiation (“TxOP” section), and also data transmission in the owned TxOP.

装置ID(Device ID)
例えばキャンパスの環境においてなど、通常の状況におけるメッシュポイントの予想される数は、通常32以下である。したがって、メッシュポイント間のトラフィックをアドレス処理するための(802.11において用いられるような)6オクテットフィールドは必要とされない。メッシュネットワークにおける全てのメッシュポイントが自身の固有の識別子を有することが保証される限り、短い識別子が使用され得る。ネットワークにおけるデータパケットの起点及び目的地は、なお、共通のアドレスを用いてアドレス処理される。しかし、いかなる中間メッシュポイントも、送信器及び受信器がMTPにおいてアドレス処理をするので、mDevIdBitsビットの装置Id(DEVID)を使用する。
Device ID
The expected number of mesh points in normal circumstances, such as in a campus environment, is typically 32 or less. Thus, a 6 octet field (as used in 802.11) for addressing traffic between mesh points is not required. As long as all mesh points in the mesh network are guaranteed to have their own unique identifier, a short identifier can be used. The origin and destination of data packets in the network are still addressed using a common address. However, any intermediate mesh point uses a device Id (DEVID) of mDevIdBits bits because the transmitter and receiver address in MTP.

ランダムな装置IDを選択する前に、新しいメッシュポイントは、現在のトラフィックを聞き、ビーコン期間アクセスプロトコルから全てのIDを収集し、これにより、近傍における局との及び近傍の近傍における局との衝突は避けられる。   Before selecting a random device ID, the new mesh point hears the current traffic and collects all IDs from the beacon period access protocol, thereby colliding with stations in the vicinity and with stations in the vicinity. Can be avoided.

ビーコン期間アクセスプロトコル(Beacon Period Access Protocol)
1つおきのMTP72は、ビーコン期間82で開始する。これは、CFP74を開始することによって非メッシュポイント(非802.11局)をサイレントにさせるために使用される。更に、これは、GBPで開始する、残りのMTP及び次のMTPにおけるトラフィックを体系化するために使用される。
Beacon Period Access Protocol
Every other MTP 72 starts in a beacon period 82. This is used to make non-mesh points (non-802.11 stations) silent by initiating CFP 74. In addition, it is used to organize traffic in the remaining and next MTP starting with GBP.

図9を参照すると、メッシュポイント調整関数は、メッシュポイント間における無線媒体を共有する。これは、以下のように体系化される。BPにおいて、ビーコン期間アクセスポイントプロトコル(BP AP)が用いられる。BPは、小さいスロット84にセグメント化される。図9に示されるビーコン期間82において、34個のスロットが存在する。各スロットの状態は、近傍に頒布される。このことは、同一の時間スロットにおける異なるメッシュポイントから2つのビーコンの衝突の可能性を低くするための行われる。頒布は、3つのホップ距離において行われる。この理由は、図8を用いて説明される。図8は、局1(100)がビーコン102を送信する一方で、ビーコン期間アクセスポイントプロトコルが、局4(106)によって干渉104を避ける必要があることを示す。   Referring to FIG. 9, the mesh point adjustment function shares a wireless medium between mesh points. This is organized as follows. In BP, the beacon period access point protocol (BP AP) is used. The BP is segmented into small slots 84. In the beacon period 82 shown in FIG. 9, there are 34 slots. The state of each slot is distributed in the vicinity. This is done to reduce the possibility of collision of two beacons from different mesh points in the same time slot. Distribution takes place at three hop distances. The reason for this will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows that station 1 (100) transmits beacon 102, while the beacon period access point protocol needs to avoid interference 104 by station 4 (106).

ここにおいて、無線媒体における状況は、メッシュポイントSTA1(100)によって占有されるビーコンスロットにおいて示される。メッシュポイントの送信範囲における全ての局(802.11メッシュポイント及び非802.11局)は、メッシュポイントのビーコンフレームを正常に受信しなければならない。ビーコン衝突は、(局4(106)などの)メッシュポイントが同一時間間隔においてビーコンを送信し得る場合、受信局において発生し得る。ビーコン衝突を避けるために、全てのビーコンにおけるビーコン期間占有情報要素(BPOIE)は、近傍のメッシュポイントに、ビーコンがいつ送信又は受信されるかを知らせる。BPOIEは、ビーコンスロット(例えば84a)毎に4つの可能なエントリを有する。4つの可能が意味するのは:
ビーコンスロットが送信メッシュポイントによって占有される。
メッシュポイントがブロックされるビーコンスロットについて知っている。当該メッシュポイントは、このビーコンスロットを占有する近傍を聞かなければならない。
メッシュポイントは、このビーコンスロットにおいて干渉を受け、したがって、このスロットにおいて受信を保証し得ない。
メッシュポイントの視点から、ビーコンスロットは、フリーである。
Here, the situation in the wireless medium is shown in the beacon slot occupied by mesh point STA1 (100). All stations (802.11 mesh points and non-802.11 stations) in the transmission range of mesh points must receive mesh point beacon frames normally. A beacon collision may occur at a receiving station if a mesh point (such as station 4 (106)) can transmit a beacon in the same time interval. To avoid beacon collisions, the beacon period occupancy information element (BPOIE) in all beacons informs nearby mesh points when beacons are transmitted or received. The BPOIE has 4 possible entries per beacon slot (eg 84a). The four possibilities mean:
A beacon slot is occupied by a transmission mesh point.
Know about beacon slots where mesh points are blocked. The mesh point must hear the neighborhood that occupies this beacon slot.
The mesh point is subject to interference in this beacon slot and therefore cannot guarantee reception in this slot.
From the mesh point of view, the beacon slot is free.

図8におけるシナリオにおいて、メッシュポイントSTA1(100)は、ビーコン情報をビーコンスロットタイプ1に設定する。メッシュポイントSTA2(108)は、ビーコン情報をビーコンスロットタイプ2に設定し、以下同様に行う。メッシュポイントSTA2(108)は、この情報をビーコンにおいて広める。メッシュポイントSTA4(106)はメッシュポイントSTA3(110)からこのスロットについての干渉情報を受信するので、このスロットにおいて送信すべきでないことを知っている。というのも:
メッシュポイントSTA3(110)が、ビーコンをうまく受信することが可能であり得ないか、及び/又は、
ビーコンが別のビーコンと衝突し得る、
からである。
In the scenario in FIG. 8, mesh point STA1 (100) sets beacon information to beacon slot type 1. Mesh point STA2 (108) sets the beacon information to beacon slot type 2 and so on. Mesh point STA2 (108) disseminates this information in the beacon. Since mesh point STA4 (106) receives the interference information for this slot from mesh point STA3 (110), it knows that it should not transmit in this slot. Because:
Mesh point STA3 (110) may not be able to successfully receive the beacon and / or
A beacon can collide with another beacon,
Because.

衝突回避のこの例示的な方法は、V-CCA(virtual clear channel assessment)と呼ばれる。追加的に、局は、1つのBPにおけるビーコンスロットにおいて発生する送信の強度を感知することによって行われる従来型のP-CCA(physical clear channel assessment)も使用し得、mBPNoiseThresholdのしきい値が超過される場合に用いられるスロットをマークする。   This exemplary method of collision avoidance is called V-CCA (virtual clear channel assessment). In addition, the station may also use conventional P-CCA (physical clear channel assessment), which is performed by sensing the strength of transmissions occurring in a beacon slot in one BP, exceeding the mBPNoiseThreshold threshold Mark the slot to be used when done.

以後の段落において、ビーコン構造、BPに参加及び離脱する処理、衝突の検出、及びBPの縮小、を含むBPAPの詳細な例示的な実施例が説明される。   In the following paragraphs, detailed exemplary embodiments of BPAP are described, including a beacon structure, processing to join and leave BP, collision detection, and BP reduction.

ビーコン期間タイミング構造(Beacon Period Timing Structure)
図6及び9を参照すると、BP82において、時間は、mBPSlotLength長の間隔にスロット化される。ビーコンのいかなる送信も、間隔の開始において開始する必要がある。mBPSlotsPerTxOP個の後続の間隔は、TxOP120の同一のサイズを有する。BP82の持続時間は、TxOP120の倍数でなければならない。図9は、3つの領域を含むビーコン期間の詳細な構造を示す。
Beacon Period Timing Structure
Referring to FIGS. 6 and 9, at BP 82, time is slotted into intervals of length mBPSlotLength. Any transmission of a beacon needs to start at the start of the interval. The mBPSlotsPerTxOP subsequent intervals have the same size of TxOP120. The duration of BP 82 must be a multiple of TxOP120. FIG. 9 shows the detailed structure of a beacon period that includes three regions.

1つのビーコンは、いくつかの後続のビーコンスロット84を占有し得るので、同一サイズのビーコンは、専用領域において順序付けされる。領域番号「i」122において、mBPSlotLength倍の長さ「i」のビーコン124のみが許可される。領域「i」122は、TxOPの終了とともに終了し、更に、各領域の最後において「i」×mFreeSlotsInZoneが存在する必要がある。このことは、新しいメッシュポイントが、これらのフリースロット126におけるビーコンを送信することによってBP82に参加することを可能にする。後続の領域128における第1ビーコン127の所有者は、先立つ領域におけるフリースロットの数がこの数より下になる場合、所有者のスロットを自由にすることに責任を負う。最後の領域122におけるフリースロット126の数は、最小値より下である場合、ビーコン期間は、所要な数だけ増加される。   Since one beacon can occupy several subsequent beacon slots 84, beacons of the same size are ordered in a dedicated area. In the area number “i” 122, only a beacon 124 having a length “i” that is mBPSlotLength times larger is allowed. The region “i” 122 ends with the end of TxOP, and “i” × mFreeSlotsInZone needs to exist at the end of each region. This allows new mesh points to join the BP 82 by transmitting beacons in these free slots 126. The owner of the first beacon 127 in the subsequent area 128 is responsible for freeing the owner's slot if the number of free slots in the preceding area falls below this number. If the number of free slots 126 in the last region 122 is below the minimum value, the beacon period is increased by the required number.

メッシュポイントが存在しない領域においてビーコンを送信するような場合、メッシュポイントは、次のより小さい領域においてビーコンを送信し、そのBPOIEにおける新しい領域の作成を指示する。   In the case where a beacon is transmitted in an area where no mesh point exists, the mesh point transmits a beacon in the next smaller area and instructs the creation of a new area in that BPOIE.

可能な例示的なビーコン期間は、図9に示される。選択される構成において、TxOP毎に3つのスロットが存在し、mFreeSlotsInZoneは2に等しい。   A possible exemplary beacon period is shown in FIG. In the configuration chosen, there are 3 slots per TxOP and mFreeSlotsInZone is equal to 2.

ビーコン期間82の最大長は、mMaxBPLength 92 TxOPに制限されるが、かなり短縮され得る。ビーコン期間の最大長は、メッシュネットワークの個別の領域において相違し得る。   The maximum length of the beacon period 82 is limited to mMaxBPLength 92 TxOP, but can be significantly shortened. The maximum length of the beacon period can be different in individual areas of the mesh network.

入来トラフィック段階においてデータを送信又は受信することになっているいずれかのメッシュポイントは、未占有のビーコンスロットの開始において少なくとも1つのビーコンを送信し、近傍のビーコンを聞く必要がある。   Any mesh point that is supposed to transmit or receive data during the incoming traffic phase needs to transmit at least one beacon at the beginning of an unoccupied beacon slot and listen to nearby beacons.

異なる情報が各ビーコンにおいて送信される限り、メッシュポイントが、BPにおいて1つより多いビーコンを送信することは可能である。メッシュポイントは、適切な領域において、適切なサイズの単一のビーコンにおいて情報を送信するよう試み、必要であれば新しい領域を作成することを推奨される。各送信は、次のビーコンスロットが開始する前に少なくともmTimeBetweenBeaconsの保護時間で終了する必要がある。   As long as different information is transmitted in each beacon, it is possible for a mesh point to transmit more than one beacon in the BP. It is recommended that mesh points attempt to send information in a single beacon of the appropriate size in the appropriate area and create a new area if necessary. Each transmission must end with a guard time of at least mTimeBetweenBeacons before the next beacon slot begins.

代替的なビーコンタイミング構造(Alternative Beacon Timing Structure)
図9の例示的なBP構造は、異なる長さのビーコンに関する異なる領域の使用を取り入れないことによって簡素化され得るが、このことは、BP短縮を不可避に複雑化し得る。
Alternative Beacon Timing Structure
The exemplary BP structure of FIG. 9 may be simplified by not incorporating the use of different regions for beacons of different lengths, but this may inevitably complicate BP shortening.

別の例示的な実施例及びBP82に関する代替的な提案において、BPにおけるビーコンの任意の配列が使用され得る。メッシュポイントがビーコンの送信を停止する場合、1つ以上の連続したスロットのギャップが作成される。作成されるギャップは、(ビーコンが直接ギャップの後に位置される場合)スライドすることによって、又はジャンプすることによってのいずれかにより、既存のビーコンを用いて満たされるべきである。効率的であるために、いくつかの連続する小さいジャンプよりも、大きなジャンプが好ましい。このことは、ビーコンスロットへの変化を意図する処理における最後に到達したものが最初に処理される(last-come-first-served)方針によって実行され得る。例えば、ビーコンがフリースロットの新しい所有を発表するBPにおける最後のビーコンを送信するメッシュポイントが、スロットを得る。   In another exemplary embodiment and alternative proposals for BP82, any arrangement of beacons in the BP can be used. If the mesh point stops transmitting beacons, one or more consecutive slot gaps are created. The gap created should be filled with existing beacons either by sliding (if the beacon is located directly after the gap) or by jumping. To be efficient, large jumps are preferred over several consecutive small jumps. This can be done by a policy that last-come-first-served is reached first in the process intended to change to a beacon slot. For example, the mesh point sending the last beacon in the BP where the beacon announces new ownership of the free slot gets the slot.

ビーコン内容(Beacon Contents)
例示的なビーコン78は、2つの重要な情報を担持する。一方で、ビーコンは、ビーコン段階アクセスポイントプロトコル及びトラフィック段階を調整するのに使用される情報要素を転送する。他方で、関連付けられる802.11局は、ビーコン構造を理解することが可能であるべきであり、これにより、CFP74の開始を識別し得る。
Beacon Contents
The exemplary beacon 78 carries two important pieces of information. On the other hand, beacons transfer information elements used to coordinate beacon phase access point protocols and traffic phases. On the other hand, the associated 802.11 station should be able to understand the beacon structure, which may identify the start of CFP 74.

2つの機能性の後者を提供するために、ビーコン構造は、図10において短く繰り返される(本文書において組み込まれ援用される)IEEE Wireless LAN Edition,7.2.3 Management frames ffにおいて規定される構造に準拠しなければならない。図10は、例示的なCFパラメータセット152及びBPOIE150を含む標準802.11ビーコンを示す。   In order to provide the latter of the two functionalities, the beacon structure conforms to the structure specified in IEEE Wireless LAN Edition, 7.2.3 Management frames ff, which is briefly repeated in FIG. 10 (incorporated and incorporated in this document). Must. FIG. 10 shows a standard 802.11 beacon that includes an exemplary CF parameter set 152 and BPOIE 150.

メッシュポイントにより送信される全てのビーコン78がCFP74を開始するので、ビーコン78は、GBP86で開始する現在の及び次のMTP72に関して関連付けられる局をサイレントにするCFパラメータセット152を含む必要がある。   Since all beacons 78 transmitted by the mesh point initiate a CFP 74, the beacon 78 needs to include a CF parameter set 152 that silences the associated station for the current and next MTP 72 starting at GBP86.

ビーコン期間占有IE(BPOIE)150は、メッシュネットワークにおけるビーコン期間アクセスポイントプロトコル及びBPスロット状態の頒布に責任を持つ。BPOIEにおけるエントリは、以下の段落で説明される。   The Beacon Period Occupancy IE (BPOIE) 150 is responsible for distributing the beacon period access point protocol and BP slot state in the mesh network. Entries in BPOIE are described in the following paragraphs.

BP長(BP Length)
BP長フィールド154は、メッシュネットワークがMTP72におけるデータを送信又は受信するのを開始する前にビーコンに関して聞くTxOP120の数である、BP82の現在の長さのメッシュポイントの視点を示すのに用いられる。近傍におけるBP長を同期することが重要であるので、BP長は:
最後のBPにおける最後に聞かれたトラフィック;
このBPにおける受信されたビーコンから報告される最後の占有されたスロット;及び/又は、
最後のBPにおける受信されたビーコンから報告される最後の占有されたスロットに、最後のBPにおける領域の数を(各領域の拡張スロットによって)認識することにより計算され得るフリースロットの適切な数を加えたもの;
の最大値として計算される。BP長は、決してmMaxBPLength92より大きく増加してはならない。
BP length
The BP length field 154 is used to indicate the current length mesh point view of the BP 82, which is the number of TxOPs 120 heard on the beacon before the mesh network starts sending or receiving data at the MTP 72. Since it is important to synchronize the BP length in the neighborhood, the BP length is:
Last heard traffic on the last BP;
The last occupied slot reported from a received beacon at this BP; and / or
An appropriate number of free slots that can be calculated by recognizing the number of regions in the last BP (by extension slots in each region) in the last occupied slot reported from the received beacon in the last BP. Added;
Calculated as the maximum value of. The BP length should never increase greater than mMaxBPLength92.

BPビットマップ(BP Bitmap)
例示的な実施例のビーコン送信において、装置は、BP82の占有についての装置からの視点を発表し、これは、2×mBeaconSlotsPerTxOP×BPLengthビットのサイズのBPビットマップ156を送信することによって行われる。ビットマップ156の終了は、オクテットの終了とともに含まれない場合、BPビットマップ156は、いずれかのメッシュポイントによっても解釈されない0で満たされる。BPビットマップ156内部の情報は、例えばちょうど受信されたビーコンのBPビットマップの情報を組み込むなど、可能な限り新鮮であるべきである。
BP Bitmap
In the exemplary embodiment beacon transmission, the device announces its view of BP 82 occupancy by sending a BP bitmap 156 that is 2 × mBeaconSlotsPerTxOP × BPLength bits in size. If the end of the bitmap 156 is not included with the end of the octet, the BP bitmap 156 is filled with 0s that are not interpreted by any mesh point. The information within the BP bitmap 156 should be as fresh as possible, for example, incorporating information from the BP bitmap of the just received beacon.

BPビットマップ内部における倍の各ビットは、正確に1ビーコンスロットに対応する。倍の内部のビットは、メッシュポイントの送信によって確認されるこのスロットの占有率を表す。4つの可能な組み合わせ及びそれらの意味は、表1に与えられる。

Figure 0005030948
Each doubled bit within the BP bitmap corresponds exactly to one beacon slot. The double inner bits represent the occupancy of this slot as confirmed by the transmission of mesh points. The four possible combinations and their meanings are given in Table 1.
Figure 0005030948

BPビットマップは、BP82において内部的に構築され、ビーコンが受信される場合に新しい情報を組み込む。各送信されるビーコンにおいて、最も新鮮なBPビットマップが送信される。   The BP bitmap is built internally at BP 82 and incorporates new information when a beacon is received. In each transmitted beacon, the freshest BP bitmap is transmitted.

所有者ベクトル(Owner Vector)
10又は11に設定されたエントリを有するBPビットマップを有するいずれかのビーコン送信において、所有者ベクトルは、BPビットマップの後に送信されなければならない。所有者ベクトルは、BPビットマップにおいて10又は11に設定された各エントリに関してmDEVIDBitsビット158から構成され、適切なメッシュポイントのDEVIDを示す。DEVIDが(エントリが11に設定される場合にのみ発生し得る)送信するメッシュポイントに対して未知である場合、DEVIDは0に設定される。
Owner vector
In any beacon transmission that has a BP bitmap with an entry set to 10 or 11, the owner vector must be transmitted after the BP bitmap. The owner vector consists of mDEVIDBits bits 158 for each entry set to 10 or 11 in the BP bitmap, indicating the DEVID of the appropriate mesh point. If the DEVID is unknown to the transmitting mesh point (which can only occur if the entry is set to 11), the DEVID is set to 0.

Qビーコン送信及び受信(Q Beacon Transmission and Reception)
メッシュポイントが電源投入された後で、メッシュポイント装置は、mScanBeacons後続のBPにおけるビーコンに関して走査する。メッシュポイント装置が走査の後で何の有効なビーコンも受信しない場合、いずれかのフレームを送信又は受信する前に、メッシュポイント装置は、BP82における第1ビーコンスロットにおいてビーコン78を送信することによって新しいBP82を生成する。
Q Beacon Transmission and Reception
After the mesh point is powered on, the mesh point device scans for beacons in the BP following mScanBeacons. If the mesh point device does not receive any valid beacons after the scan, then before transmitting or receiving any frame, the mesh point device transmits a new beacon 78 in the first beacon slot at BP 82. A BP 82 is generated.

「電源投入直後」のメッシュポイント装置が走査において1つ以上の有効なビーコンを受信した場合、メッシュポイント装置は、新しいBP82を生成しない。代わりに、メッシュポイント装置は、ビーコンが受信される毎に更新される内部占有マップ(IOM)を構築する。内部占有マップは、mMaxBPLengthビット92から構成されるビットマップである。各ビットは、BP82におけるビーコンスロット84に対応する。ビットは、次の場合にのみ、1に設定される。すなわち、メッシュポイントが:
このスロットの所有者である場合であり、この場合このスロットにおいてビーコンを以前に送信していたことを必要とし、又は
このスロットにおいてビーコンを受信している場合、又は
BPビットマップにおける対応するエントリにおいて01、10又は11を有するビーコンを受信している場合、である。
そうでなければ、ビットは0に設定される。
If a mesh point device “just after power on” receives one or more valid beacons in a scan, the mesh point device will not generate a new BP 82. Instead, the mesh point device builds an internal occupancy map (IOM) that is updated each time a beacon is received. The internal occupation map is a bitmap composed of mMaxBPLength bits 92. Each bit corresponds to a beacon slot 84 in BP82. A bit is set to 1 only if: That is, the mesh points are:
If you are the owner of this slot, in this case you need to have previously transmitted a beacon in this slot, or if you have received a beacon in this slot, or in the corresponding entry in the BP bitmap If a beacon having 01, 10 or 11 is received.
Otherwise, the bit is set to 0.

占有マップ(及び受信されたビーコンから計算され得る領域に関する情報)を用いると、例示的なメッシュポイントは、送信されるべきビーコンの長さに対応する領域において0とマークされた第1スロット160においてビーコンを送信する。適切な領域が存在しない場合、メッシュネットワークは、最後のフリービーコンスロットにおいてビーコンを送信することによって新しい領域を生成する。   Using the occupancy map (and information about the region that can be calculated from the received beacons), the exemplary mesh point is in the first slot 160 marked 0 in the region corresponding to the length of the beacon to be transmitted. Send a beacon. If there is no appropriate region, the mesh network creates a new region by transmitting a beacon in the last free beacon slot.

装置が次のセクションにおいて説明されているビーコン衝突を検出する場合、自身のIOMにおいて0とマークされた別のスロットをランダムに選択しなければならない。   If the device detects a beacon collision as described in the next section, it must randomly select another slot marked 0 in its IOM.

ビーコン衝突検出及び解決(Beacon Collision Detection and Resolving)
DEVID「x」を有するメッシュポイントにBP「n」におけるビーコンスロット「j」においてビーコンを送信させる。局は、後続のBPにおける近傍のメッシュポイントによって受信される全てのビーコンにおいて、BPビットマップにおけるエントリ「j」が「10」に設定され、所有者ベクトルにおける対応するエントリが「x」である場合、すなわちエントリ「j」が「00」に設定される場合及びそのような場合にのみ、ビーコンが送信されると考慮するべきである。
Beacon Collision Detection and Resolving
A mesh point having DEVID “x” is caused to transmit a beacon in beacon slot “j” in BP “n”. The station will set the entry “j” in the BP bitmap to “10” and the corresponding entry in the owner vector is “x” in all beacons received by neighboring mesh points in the subsequent BP. That is, it should be considered that a beacon is transmitted only if and only if entry “j” is set to “00”.

ビーコンが成功であると考慮され得ない場合、メッシュポイントはビーコン衝突に含まれ、自身のIOMを用いて別のフリースロットをランダムに選択しなければならない。   If the beacon cannot be considered successful, the mesh point is included in the beacon collision and must randomly select another free slot using its own IOM.

BP離脱(BP Leaving)
メッシュポイントが、ビーコン情報の量が減らされていたので、ビーコンスロットのうちの1つをフリーにすることを望む場合、メッシュポイントは、BP82における最後のビーコンスロットをフリーにさせる。メッシュポイントは、更に、スロットにおいて最後のビーコンを送信することによってその出発を発表しなければならず、このスロットは、BPビットマップ156において00とマークされる。
BP Leaving
If the mesh point wants to free one of the beacon slots because the amount of beacon information has been reduced, the mesh point causes the last beacon slot at BP 82 to be free. The mesh point must also announce its departure by sending the last beacon in the slot, which is marked 00 in the BP bitmap 156.

BP短縮(BP Contraction)
メッシュポイントが、そのIOMに従い、領域の最後のビーコン保持者であり、フリーとしてマークされた同一の領域においてスロットが存在する場合、メッシュポイントは、後に続く手順によりビーコンをフリースロットにシフトしなければならない。「j」がフリービーコンスロットの数である場合、メッシュポイントは:
BPビットマップにおいて「01」に設定されるスロット「j」を用いて元のスロットにおけるビーコンを送信する、
次のBPにおいてスロット「j」におけるビーコンを送信する、及び/又は
(上記の)元のスロットを「離れるBP」において記載される出発ビーコンを送信する。
BP contraction
If a mesh point is the last beacon holder in the region according to its IOM, and a slot exists in the same region marked as free, the mesh point must shift the beacon to a free slot by a subsequent procedure. Don't be. If “j” is the number of free beacon slots, the mesh point is:
Sending a beacon in the original slot using slot “j” set to “01” in the BP bitmap;
Send a beacon in slot “j” at the next BP and / or send a starting beacon as described in “BP leaving the original slot” (above).

図11は、本発明の実施例に従うビーコンシフティングの例を示す。初めに、スロット「3」160は、DEVID「8」を有するメッシュポイントによってフリーであると感知され、更に、DEVID「8」を有するメッシュポイントは、それが、BP82において最後のビーコンを送信するメッシュポイントであることを知っている。したがって、このメッシュポイントは、図11bにおけるスロット162を予約することによってスロット「3」を占有しようと試みる。次のBPにおいて、メッシュポイントは、スロット「3」においてビーコン164を送信し得、スロット「10」166において自身の出発を発表する。最後に、図11bにおいて、シフトが成功裏に完了される。   FIG. 11 shows an example of beacon shifting according to an embodiment of the present invention. Initially, slot “3” 160 is perceived as free by the mesh point with DEVID “8”, and the mesh point with DEVID “8” is the mesh it transmits the last beacon at BP 82. I know that is the point. This mesh point therefore attempts to occupy slot “3” by reserving slot 162 in FIG. At the next BP, the mesh point may transmit a beacon 164 in slot “3” and announces its departure in slot “10” 166. Finally, in FIG. 11b, the shift is successfully completed.

拡張領域及び次の領域の開始すなわちトラフィック段階が、1つ以上のビーコンうちの1つのシフトの後にシフトされることは可能である。図11は、BP短縮の4つのステップを示す。ビーコン領域の最後の装置は、ビーコン位置を、ビーコン領域のまさに第1番目の空スロットに移動しなければならない。このことは、4つのステップの手順である。初めに、ビーコンを未占有の空のスロットへ移動しようとしているメッシュポイントは、ビーコンを自身の元のスロットにおいて、(BPビットマップにおいて「01」に設定される)ビーコンにおいて発表された空スロットにビーコンを移動する予定であることの発表とともに、送信しなければならない。この場合、次のBPにおいて、新しいスロット164及び古いスロット166の両方スロットにおけるビーコンは、メッシュポイントによって送信される。そして最終的に、メッシュポイント装置は、最後のスロット166においてビーコンフレームの送信を停止する。したがって、ビーコン領域は、短縮されており、未使用のビーコンスロットは、データ送信用に再利用され得る。   It is possible that the start of the extension region and the next region, ie the traffic phase, is shifted after one shift of one or more beacons. FIG. 11 shows the four steps of BP shortening. The last device in the beacon area must move the beacon position to the very first empty slot in the beacon area. This is a four step procedure. Initially, a mesh point attempting to move a beacon to an unoccupied empty slot will place the beacon in its original slot in the empty slot announced in the beacon (set to “01” in the BP bitmap). It must be transmitted with the announcement that the beacon will be moved. In this case, in the next BP, beacons in both the new slot 164 and the old slot 166 are transmitted by the mesh point. Finally, the mesh point device stops transmitting beacon frames in the last slot 166. Thus, the beacon area is shortened and unused beacon slots can be reused for data transmission.

TxOP所有権(TxOP Ownerships)
例示的なビーコン期間アクセスポイントプロトコルを用いて、いずれかのメッシュポイントは、情報要素(IE)を近傍のメッシュポイント装置へ送信し得る。IEは、現在及び次のMTP72における入来TxOP120の所有権を交渉するのに用いられ得る。TxOPの以前の交渉は、無線媒体の使用を予想可能にし、メッシュポイントにどの近傍が送信しているのか及びどれがいつの時点で受信しているのかについての正確な知識を与えるので、重要である。
TxOP Ownerships
Using the exemplary beacon period access point protocol, any mesh point may send an information element (IE) to a nearby mesh point device. The IE may be used to negotiate ownership of the incoming TxOP 120 at the current and next MTP 72. Previous negotiations for TxOP are important because they allow predictable use of the wireless medium and give the mesh point an accurate knowledge of which neighbors are transmitting and which are receiving .

この知識は、ランダムアクセスポイントプロトコルと比較していくつかの有利な点を有する。有利な点のうちの1つは、衝突の低い可能性である。交渉が終了される場合、TxOPの所有者は、チャネルが、送信と干渉し得るいかなるメッシュポイントによっても使用されないことを確認し得る。   This knowledge has several advantages over the random access point protocol. One of the advantages is the low possibility of collision. If the negotiation is terminated, the TxOP owner may confirm that the channel is not used by any mesh point that may interfere with the transmission.

改善された知識の別の重要な態様は、他の環境下においては実行可能であり得ないメッシュポイントの対間の同時送信を計画することに関する容易な能力である。   Another important aspect of improved knowledge is the easy ability with respect to planning simultaneous transmissions between pairs of mesh points that may not be feasible under other circumstances.

TxOP交渉(TxOP Negotiation)
TxOPの占有は、(交渉が成功であればTxOPの所有者になる)送信器と受信器間で交渉される。処理を加速させるために、同一の期間においていくつかのTxOPと交渉することが可能である。更に、TxOPは、mMaxNoOfReceivers個までの受信メッシュポイントを有し得る。このことにより、送信器がスロットの使用を最大化することが可能になる。TxOP所有権は、したがって、多重TxOP及び多重受信器であり得るが、1つの所有者のみを有し得る。
TxOP Negotiation
TxOP occupancy is negotiated between the transmitter and receiver (if the negotiation is successful, it becomes the owner of TxOP). In order to accelerate the process, it is possible to negotiate with several TxOPs in the same period. Furthermore, the TxOP may have up to mMaxNoOfReceivers received mesh points. This allows the transmitter to maximize slot usage. TxOP ownership can therefore be multiple TxOPs and multiple receivers, but can have only one owner.

新しい占有の交渉は、参加者のビーコンにおいて特別なTxOP所有権情報要素(OIE)を含めることによって行われる。追加的に、利用可能性IEは、全ての参加者に関してフリーであるTxOPを発見するスピードを向上させるために、交渉の前又は最中において含まれ得る。例示的なTxOP所有権IEの構造は、図12に示される。異なるフィールドの意味は、交渉のステップに依存する。   New occupancy negotiations are performed by including a special TxOP ownership information element (OIE) in the participant's beacon. Additionally, the availability IE may be included before or during the negotiation to improve the speed of finding a TxOP that is free for all participants. An exemplary TxOP ownership IE structure is shown in FIG. The meaning of the different fields depends on the negotiation step.

ビーコンを聞く全てのアクティブなメッシュポイントは、内部トラフィック段階占有マップを構築するために、OIE172を処理する必要がある。このマップにおいて、メッシュポイントは、スロットを、占有された又はフリーとしてマークし、占有される場合、追加的に:
スロットにおいて送信することを望むメッシュポイントである、当該スロットの所有者、及び
スロットにおいて所有者からデータを受信することを期待するこのスロットの受信器
を記憶する。
All active mesh points listening to the beacon need to process OIE 172 to build an internal traffic stage occupancy map. In this map, mesh points mark a slot as occupied or free, and additionally if it is occupied:
Stores the owner of the slot, the mesh point that it wishes to transmit in the slot, and the receiver of this slot that expects to receive data from the owner in the slot.

スロットは:
スロットが「占有されている」とマークされているOIEが受信される場合;及び/又は
雑音が、mNoiseThresholdを超える先立つMTPでこのスロットにおいて感知される場合;
占有されているとマークされる。
Slots are:
If an OIE is received in which the slot is marked “occupied”; and / or if noise is sensed in this slot with a previous MTP exceeding the mNoiseThreshold;
Marked as occupied.

別の方法で実施例を見てみると、交渉は、送信器及び受信器との間における双方向ハンドシェイクとしておおむね見られ得る。ハンドシェイクの第1のステップにおいて、送信器は、送信器がデータを送信する予定である特定のTxOPを処理する。このことの後に、発表されたTxOPを固定することによって、又は提案を却下し交渉を再び開始することによって、のいずれかにより交渉を終了させる受信器の返答が続く。   Looking at the embodiment in another way, the negotiation can be seen roughly as a two-way handshake between the transmitter and the receiver. In the first step of the handshake, the transmitter processes a specific TxOP that the transmitter intends to transmit data. This is followed by a receiver response that terminates the negotiation, either by fixing the announced TxOP, or by rejecting the proposal and starting the negotiation again.

OIE172の状態ビット170において交渉の状態を示すことによって、全ての近傍のメッシュポイントは、交渉が終了して所有権を尊重する必要があるか、又は提案されているのみでありしたがって義務でないか、を知る。後者の場合、TxOPは、自身によって、TxOPの所有権を予約され得る。このことは、初めに到達したものが初めに作用される(first come, first served)技法によって実行される。またこのことは、1つのTxOPが同一のBPにおいて2つのメッシュポイントによって予約されている場合、早い方のビーコンがTxOPを勝ち取ることを意味する。   By indicating the status of the negotiation in the status bit 170 of OIE 172, all neighboring mesh points need to be negotiated and respected ownership or only proposed and therefore not mandatory, Know. In the latter case, the TxOP may be reserved by itself for ownership of the TxOP. This is done by a technique where the first thing reached first (first come, first served). This also means that if one TxOP is reserved by two mesh points in the same BP, the earlier beacon wins TxOP.

双方向ハンドシェイクが原因により、所有権交渉は、802.11 RTS/CTS手順と類似する機能も有するが、それは、チャネルの占有を通知するからである。しかし、1つのハンドシェイクにおけるいくつかのTxOPを占有する可能性により更に効率的である。   Due to the two-way handshake, ownership negotiation also has a function similar to the 802.11 RTS / CTS procedure, because it signals channel occupancy. However, it is more efficient due to the possibility of occupying several TxOPs in one handshake.

詳細には、メッシュポイントは、MTP72においてスロット84を所有することを望む場合、メッシュポイントは、おそらく計算において受信器の以前に聞いている利用可能性IEを含む、(内部マップにおいてマークされた)フリースロットの適切なパターンを選択することによって交渉処理を開始する。メッシュポイントは、選択されるTxOPを示す次のビーコンにおいてOIE、意図される受信器のDEVID、この予約における役割(「送信器」)、及び所有権(発表された)の状態170、を含む。ReservationID172は、この送信器によって現在使用されていないランダムに選択された値に設定されなければならず、このことは、「倍の」(ReservationID,transmitterのDEVID)が、固有に予約を規定することを示唆する。   Specifically, if a mesh point wishes to own slot 84 at MTP 72, the mesh point will probably contain the receiver's previously heard availability IE in the calculation (marked in the internal map). Begin the negotiation process by selecting the appropriate pattern of free slots. The mesh point includes the OIE in the next beacon indicating the selected TxOP, the intended receiver's DEVID, the role in this reservation (“transmitter”), and the ownership (announced) state 170. ReservationID 172 must be set to a randomly chosen value that is not currently used by this transmitter, which means that “double” (ReservationID, DEVID of transmitter) uniquely defines the reservation. To suggest.

いずれかのメッシュポイントは、役割が「送信器」に設定されるOIEにおいてDEVIDの占有に関するBPの全てのビーコンを走査し得る。このようなOIEが受信される場合、装置は、ReservationIDがすでに使用されているか、新しいReservationIDが新しい交渉を示すかを確認する。意図される受信器は、発表された所有権を承認し得るかを評価し、このことは、以下の状況の場合である:
媒体が、ローカルに記憶された情報に従い発表されたTxOPにおいてフリーである場合;又は
新しい予約が、意図されたスロットを占有する予約より高い優先度を有する場合;又は
並列送信が、高い可能性で可能である場合;
である。
Any mesh point may scan all beacons of the BP for DEVID occupancy in the OIE whose role is set to “transmitter”. If such an OIE is received, the device checks whether the ReservationID has already been used or whether the new ReservationID indicates a new negotiation. The intended receiver evaluates whether it can approve the announced ownership, which is the case in the following situations:
If the medium is free in a TxOP announced according to locally stored information; or if the new reservation has a higher priority than the reservation occupying the intended slot; or parallel transmission is likely If possible;
It is.

高い優先度予約は、既存の低い優先度予約の全てではないがいくつかのスロットを引き継ぐことを許可される。   High priority reservations are allowed to take over some but not all of the existing low priority reservations.

受信器は、以下のパラメータを用いて自身のビーコンにおいてOIEを含めることによってOIEを承認する。
示されるTxOP及びReservationIDは、送信器のOIEにおけるものと同一である。
Partner-IDは、送信器のDEVIDである。
役割は、「受信器」に設定される。
所有権の状態は、「占有されている」に設定される。
The receiver acknowledges the OIE by including it in its beacon with the following parameters:
The TxOP and ReservationID shown are the same as in the transmitter OIE.
Partner-ID is the DEVID of the transmitter.
The role is set to “receiver”.
The ownership status is set to “Occupied”.

送信器のOIEにおいていくつかの受信器によって示される複数の受信器送信の場合、受信器は、他の受信器が提案されたスロットを認めることが出来ない場合に交渉過程を短縮するためにOIEにおいて利用可能性IEを含めなければならない。利用可能性IEは、状態「予約済み」とともに送信器によって送信されるRIEが受信されるまで含まれなければならない。   In the case of multiple receiver transmissions indicated by some receivers at the transmitter's OIE, the receiver may use the OIE to shorten the negotiation process if other receivers cannot accept the proposed slot. The availability IE must be included in The availability IE must be included until an RIE sent by the transmitter with status "Reserved" is received.

受信器が提案される予約を承認することが可能でない場合、返答するOIEの所有権状態は、「発表済み」に設定される。更に、OIEは、OIEに含まれるビットマップにおける意図される送信に関して使用され得るスロットの全てを示す。このことは、送信器が成功する予約を発見するのを更に良く可能にする。   If the receiver is not able to approve the proposed reservation, the ownership status of the responding OIE is set to “Announced”. In addition, the OIE indicates all of the slots that can be used for the intended transmission in the bitmap included in the OIE. This makes it even better for the transmitter to find a successful reservation.

送信器は、送信器が全ての意図される受信器からの返答を受信するまで、又はmTryReservationsビーコン期間において、のどちらか最初に発生する方で、「発表された」占有を送信し続けなければならない。別の実施例において、送信器は、予約をキャンセルしなければならない。   The transmitter must continue to transmit the "announced" occupancy until the transmitter receives replies from all intended receivers or in the mTryReservations beacon period, whichever occurs first Don't be. In another embodiment, the transmitter must cancel the reservation.

送信器が全ての意図される受信器から承認OIEを収集した後で、交渉は成功裏に完了し、送信器はTxOPの所有者になる。OIEを聞いたネットワークの近傍における全ての他のメッシュポイントは、この所有権を尊重する必要がある。意図される受信器は、予約されたスロットにおいてデータ送信に関して聞く必要がある。   After the transmitter has collected the approval OIE from all intended receivers, the negotiation is successfully completed and the transmitter becomes the owner of the TxOP. All other mesh points in the vicinity of the network that heard the OIE need to respect this ownership. The intended receiver needs to listen for data transmission in the reserved slot.

開始するビーコンにおいてRIEの意図される受信器が、提案されたスロットが占有され、何の他のスロットも予約されない場合、又は装置がいずれかの他の理由により予約を受け付けることを望んでいない場合、RIEの意図される受信器は、次のビーコンにおいて:
送信器のDEVIDに設定されるDEVID
初期OIEのReservationIDに設定されるReservationID
「受信器」に設定される役割
「発表済み」に設定される所有権の状態
0に設定される予約情報
を用いてRIEを送信しなければならない。
If the intended RIE receiver in the starting beacon occupies the proposed slot and no other slot is reserved, or the device does not want to accept the reservation for any other reason , The intended receiver of the RIE is in the following beacon:
DEVID set to DEVID of transmitter
ReservationID set in the ReservationID of the initial OIE
Role set to “Receiver” Ownership status set to “Announced” RIE must be sent with reservation information set to 0.

このようなRIEは、予約の却下として解釈されるべきであり、開始するものは、この受信器との予約交渉を再び開始してはならない。     Such an RIE should be construed as a reservation rejection and the initiating shall not initiate the reservation negotiation with this receiver again.

所有権の維持(Maintaining the Ownerships)
成功した交渉の後で、参加しているメッシュポイントは、占有されるTxOPを含み「占有」に設定される状態を有するビーコンにおいてOIEを含み続ける。これらのビーコンを受信する全ての他の装置は、この交渉された所有権を尊重する。
Maintaining the Ownerships
After successful negotiation, participating mesh points continue to include OIEs in beacons that have a state set to “occupied”, including the occupied TxOP. All other devices that receive these beacons respect this negotiated ownership.

受信器の所有者又はそのうちの1つが占有を変更したいと望む場合、受信器は、新しい情報及び古いReservationIDを含めるが「発表済み」に設定される状態を有するOIEを送信することによって、交渉過程を再び開始し得る。受信器は、交渉の再開を初期化した場合、ビーコンにおいて利用可能性IEを含めなければならない。送信器又は受信器が既存の予約をキャンセルすることを望む場合、同一のReservationID、パートナーのDEVID、及び状態「占有」からなるキャンセルOIEを送信するが、予約情報は0で満たされる。全ての近傍のメッシュポイントは、この特別なOIEを受信した後で、この予約を自身の内部占有マップから削除し得る。   If the owner of the receiver or one of them wants to change the occupancy, the receiver will negotiate by sending an OIE that includes the new information and the old ReservationID, but with the status set to “Announced” You can start again. When the receiver initiates the negotiation restart, it must include the availability IE in the beacon. If the transmitter or receiver wants to cancel an existing reservation, it sends a cancel OIE consisting of the same ReservationID, partner DEVID, and state “Occupied”, but the reservation information is filled with zeros. All neighboring mesh points may delete this reservation from their internal occupancy map after receiving this special OIE.

承認(Acknowledgements)
ACKフレームは、送信器によって以前に送信されたMSDU又はMSDUのセグメントの受信が成功したか失敗したかをそれぞれ報告するために、受信器によって使用される。TxOPの所有権が原因により、受信器は、データフレームの受信の後にすぐに、ACKフレームを送信することを許可されない。多重受信TxOPにおいてACKフレームを直ちに送信することは、いずれにしても不可能であり得る。更、早急な承認は、近傍のメッシュポイントに関して予想され得ない送受信器/受信器の役割の機会を示唆し得る。
Acknowledgments
The ACK frame is used by the receiver to report whether the MSDU or MSDU segment previously transmitted by the transmitter has been successfully or unsuccessfully received, respectively. Due to TxOP ownership, the receiver is not allowed to send an ACK frame immediately after receiving the data frame. In any case, it may not be possible to transmit the ACK frame immediately in the multiple reception TxOP. Furthermore, immediate approval may indicate an opportunity for a transceiver / receiver role that cannot be anticipated for nearby mesh points.

したがって、本名発明の実施例において、承認は、いかなるデータフレームも取り扱われるのと同一の態様で取り扱われ、受信器及び送信器間において交渉されるTxOPは、占有されおり、ACKフレームは、パケットトレインを用いて他のフレームとともに送信され得る。ACKフレームは、送信器を目標としたフレームを用いて送信されるのが好ましい。   Thus, in an embodiment of the invention, the authorization is handled in the same way that any data frame is handled, the TxOP negotiated between the receiver and transmitter is occupied, and the ACK frame is a packet train. Can be transmitted along with other frames. The ACK frame is preferably transmitted using a frame targeted at the transmitter.

結果的として、受信器は、特に受信器による適切なTxOP所有権が存在せず初めに作成される必要がある場合、第1フレームを認証することが可能になる前にいくつかのデータフレームを受信し得る。TxOPが所有されると、TxOPは、2つの異なる種類の承認フレームを送信するのに使用され得る。   As a result, the receiver can send several data frames before it can authenticate the first frame, especially if there is no proper TxOP ownership by the receiver and it needs to be created first. Can be received. Once a TxOP is owned, the TxOP can be used to send two different types of acknowledgment frames.

累積ACK(cumulative ACK)
累積ACKを送信すると、受信器は、累積ACKにおいて示されるシーケンス/フラグメント数未満まで受信器へ送信されていた全てのMSDU(又はMSDUのフラグメント)を承認する。送信器は、送信待ち行列から全てのMSDUを、示されるものにいたるまで削除し得る。
Cumulative ACK
Upon sending a cumulative ACK, the receiver acknowledges all MSDUs (or fragments of MSDUs) that have been sent to the receiver to less than the number of sequences / fragments indicated in the cumulative ACK. The transmitter may delete all MSDUs from the transmission queue until the one shown.

ビットマップACK(bitmap ACK)
ビットマップACKは、最後に受信されたパケットの成功又は失敗状態の明示的な一覧表である。シーケンス制御フィールドは、既に送信されていたが欠陥を伴い受信されていたパケットを除き、受信器において期待される次のパケットの次のシーケンス/フラグメント数を特定する。
Bitmap ACK
Bitmap ACK is an explicit list of success or failure status of the last received packet. The sequence control field specifies the next sequence / fragment number of the next packet expected at the receiver, excluding packets that were already transmitted but received with defects.

添付されるビットマップは、受信されたMSDUの状態を示し、(シーケンス制御フィールド−1によって示される)最後に成功したMSDUで開始し、書くシーケンス数に関して、ビットマップにおける2つのオクテットは、対応するMSDUの16個までのフラグメントの状態を表す。ビットマップにおける最後の2つのオクテットは、正常に受信されていなかった(モジュローの意味での)最低シーケンス数を有するMSDUを表す。   The attached bitmap indicates the status of the received MSDU, starting with the last successful MSDU (indicated by sequence control field-1), and for the number of sequences to write, the two octets in the bitmap correspond to Represents the state of up to 16 fragments of MSDU. The last two octets in the bitmap represent the MSDU with the lowest sequence number (in the modulo sense) that was not successfully received.

送信器は、送信待ち行列からのビットマップにおいて成功であると示される全てのMSDUフラグメント、及び、ビットマップにおける最後の2つのオクテットの対応する数よりも低いシーケンス数を有するMSDUを削除し得る。   The transmitter may delete all MSDU fragments that are shown to be successful in the bitmap from the transmission queue, and MSDUs that have a lower sequence number than the corresponding number of the last two octets in the bitmap.

送信器へ向けられる1つのフレーム内の両方の種類のACKの組み合わせは、当然可能であるが、ビットマップACKは、累積ACKを予想しなければならず、第1の方の内容は、後者のものに対して優先権を有する。   A combination of both types of ACKs in one frame destined for the transmitter is of course possible, but the bitmap ACK must expect a cumulative ACK, the first content is the latter Has priority over things.

両方のACKフレームの種類において、バッファサイズフィールドは、この特定の送信器に関して予約される受信バッファにおける自由空間の量を示し、バイトで数えられる。このサイズ指示器は、送信器が受信器を酷使させるのを防ぐためのフロー制御仕組みとして使用される。送信器は、次のACKを待つ必要がある前に、所与の量のバイトのみを送信し得る。送信器又は受信器による最後のフレームの再送信は、この指示器を更新するために使用され得る。   In both ACK frame types, the buffer size field indicates the amount of free space in the receive buffer reserved for this particular transmitter and is counted in bytes. This size indicator is used as a flow control mechanism to prevent the transmitter from overusing the receiver. The transmitter may only send a given amount of bytes before it needs to wait for the next ACK. Retransmission of the last frame by the transmitter or receiver can be used to update this indicator.

追加的に、混雑制御的なスキームが、送信器が次のACKを待つ前に送信し得る最適な数のパケットを推定するために、送信器によって使用され得る。   Additionally, a congestion control scheme may be used by the transmitter to estimate the optimal number of packets that the transmitter can transmit before waiting for the next ACK.

本発明の実施例は、複数のマスターモジュール(メッシュAP)と複数のスレーブモジュール(STA)を含む通信ネットワークにおいて媒体アクセス制御(MAC)する方法であって、時間間隔(スーパーフレーム)を2つの段階に分割するステップを含み、第1段階は、既存の媒体アクセス仕組みを使用することを可能にするBSS内トラフィック(APトラフィック)に関し、第2段階は、DS内トラフィック(メッシュトラフィック)に関する。第2段階は、スーパーフレーム毎に発生するビーコン期間を含み、送信メッシュポイントから見られるビーコン期間の構造についての情報を含み、近傍の及び近傍の近傍のビーコン並びに現在のメッシュトラフィック段階におけるこのメッシュポイントへ/からの計画された送信/受信についての情報を含む。第2段階は、更に、効率性を向上させるために1つおきのスーパーフレームのみに発生するビーコン期間を含み、スーパーフレーム毎に生じるビーコン期間においてと同一の情報を含み、後続のメッシュトラフィック段階におけるこのメッシュポイントへ/からの計画された送信/受信についての情報を追加的に含む。第2段階は、交渉されたTxOPの送信に関するトラフィック段階をも含み、可能であれば同時送信をも含む。加えて、本発明の実施例は、レガシー局をサイレントにするために、ビーコン期間においてコンテンションフリー期間(CFP)の発表を使用するステップを含む。   An embodiment of the present invention is a method of performing medium access control (MAC) in a communication network including a plurality of master modules (mesh AP) and a plurality of slave modules (STAs), wherein a time interval (superframe) is divided into two stages. The first stage relates to intra-BSS traffic (AP traffic) that makes it possible to use an existing medium access mechanism, and the second stage relates to intra-DS traffic (mesh traffic). The second stage includes a beacon period that occurs every superframe, including information about the structure of the beacon period seen from the transmitting mesh point, and the neighboring and neighboring neighbor beacons and this mesh point in the current mesh traffic stage. Contains information about planned transmission / reception to / from. The second stage further includes a beacon period that occurs only in every other superframe to improve efficiency, includes the same information as in the beacon period that occurs every superframe, and in the subsequent mesh traffic stage Additional information about planned transmission / reception to / from this mesh point is included. The second phase also includes a traffic phase for the negotiated TxOP transmission, including simultaneous transmission if possible. In addition, embodiments of the present invention include using contention-free period (CFP) announcements in beacon periods to silence legacy stations.

更に、本発明の実施例は、ビーコン期間を、装置がビーコンを動的に拡大するために複数のスロットを使用し得るスロットに分割するステップと、ビーコン期間においてスロットのスロット長を動的に規定するステップと、BP持続時間をTxOP持続時間の倍数として、且つ、最後のBPにおいて最後に聞かれたトラフィック、このBPにおける受信されたビーコンから報告される最後の占有されたスロット、最後のBPにおける受信されたビーコンから報告される最後の占有されたスロットに加えた最後のBPにおける領域の数を(各領域の拡張スロットによって)認識することにより計算され得るフリースロットの適切な数、の最大値として計算される規定するステップと、を含み得る。BP長は、決してmMaxBPLength92より大きく増加してはならない。加えて、本発明の実施例は、いくつかの後続の時間スロットを占有するために可変サイズのビーコンフレームの使用、及び同一サイズを有するグループにおけるビーコンを順序付けることを可能にする。更に、本発明の実施例は、メッシュポイントが異なる情報を有する1つより多いビーコンを送信することを可能にするステップ、未使用のビーコンスロットを(ビーコンがギャップの後に直接配置される場合)スライドすることによって、又は(最後に到達したものが最初に作用される方策を用いて)ジャンプすることによって満たすステップを含み得る。   In addition, embodiments of the present invention divide the beacon period into slots where the device can use multiple slots to dynamically expand the beacon, and dynamically define the slot length of the slot in the beacon period. And the BP duration as a multiple of the TxOP duration and the last heard traffic at the last BP, the last occupied slot reported from a received beacon at this BP, at the last BP Maximum value of the appropriate number of free slots that can be calculated by recognizing the number of regions in the last BP in addition to the last occupied slot reported from the received beacon (by the expansion slot in each region) And a defining step calculated as: The BP length should never increase greater than mMaxBPLength92. In addition, embodiments of the present invention allow the use of variable size beacon frames to occupy several subsequent time slots and order beacons in groups having the same size. Furthermore, embodiments of the present invention allow mesh points to transmit more than one beacon with different information, sliding unused beacon slots (if the beacon is placed directly after the gap). Or by jumping (using the strategy in which the last one reached first is acted on).

本発明は、最後のビーコン保持者がビーコンを後続の手順によりフリースロットへシフトするステップをも含む。「j」がフリービーコンスロットの数である場合、BPビットマップにおいて「01」と設定されるスロット「j」と用いて元のスロットにおけるビーコンを送信し、次のBPにおいてスロット「j」におけるビーコンを送信し、元のスロットにおいて「BP離脱(BP Leaving)」と記述される出発ビーコンを送信しなければならない。更に、本発明は、ビーコンフレーム構造をIEEE802.11規格に準拠するよう規定するステップを含み、BP長フィールドで構成されるビーコン期間占有情報要素、近傍の及び近傍の近傍のメッシュポイントにより占有されるビーコンスロットの情報を含むBPビットマップ、並びに所有者ベクトルを含む。   The present invention also includes the step of the last beacon holder shifting the beacon to a free slot by a subsequent procedure. When “j” is the number of free beacon slots, the beacon in the original slot is transmitted using the slot “j” set to “01” in the BP bitmap, and the beacon in the slot “j” is transmitted in the next BP. And a departure beacon described as “BP Leaving” must be transmitted in the original slot. Furthermore, the present invention includes the step of defining the beacon frame structure to comply with the IEEE 802.11 standard, and is occupied by beacon period occupation information elements composed of BP length fields, and neighboring and neighboring mesh points. It includes a BP bitmap that contains information about the beacon slot, as well as an owner vector.

本発明の実施例は、更に、内部トラフィック段階占有間マップを処理するためにビーコンを聞くとともに、「占有されている」とマークされているOIEが受信される場合及び/又は何の雑音もmNoiseThresholdを超える以前のMTPにおいてこのスロットにおいて感知されない場合、占有されているとBPにおいてスロットをマークする、アクティブなメッシュポイントを含む。更に、占有されている場合、スロットにおいて送信することを望むメッシュポイントである、スロットの所有者、及びスロットにおいて所有者からデータを受信することを予想するこのスロットの受信器を追加的に記憶する。   Embodiments of the present invention further hear the beacon to process the internal traffic phase interoccupancy map and if an OIE marked “occupied” is received and / or no noise is present in the mNoiseThreshold. If it is not sensed in this slot in a previous MTP above, it contains an active mesh point that marks the slot in the BP as occupied. In addition, if occupied, additionally stores the owner of the slot, which is the mesh point that it wishes to transmit in the slot, and the receiver of this slot that expects to receive data from the owner in the slot. .

追加的に、本発明の実施例は、メッシュトラフィック段階において、所有権IDからなり、所有者のDEVIDを用いて所有権を固有に識別する計画されたTxOPについての所有権情報、送信器であるか又は受信器であるかである計画されたTxOPにおける情報の送信器の役割、発表されているか又は占有されているかである所有権の状態、TxOPにおける送信器の役割に応じて受信器又は送信器のいずれかであるパートナーの数、ビットマップによって示される所有されるTxOPの開始時間、を送信及び受信するステップも含み得る。   Additionally, an embodiment of the present invention is the ownership information for the planned TxOP, which consists of the ownership ID and uniquely identifies the ownership using the owner's DEVID in the mesh traffic phase, transmitter. Depending on the role of the transmitter of information in the planned TxOP, which is or is the receiver, the state of ownership being announced or occupied, the receiver or transmission depending on the role of the transmitter in the TxOP And transmitting and receiving the number of partners that are any of the devices, the start time of the owned TxOP indicated by the bitmap.

更に、本発明の実施例は、所有権情報を受信するとともに交渉の下のTxOPの意図される受信器であるメッシュポイントを含み、このTxOPを以下の状況、すなわち:媒体が、ローカルに記憶された情報に従い発表されたTxOPにおいてフリーである場合、新しい予約が、意図されたスロットを占有する予約より高い優先度を有する場合、又は詳細な説明において説明されるように並列送信が高い可能性で可能である場合、において承認するステップを含み得る。加えて、本発明の実施例は、所有権情報を受信するとともに、交渉におけるTxOPの意図される受信器であるメッシュポイントであるが、この所有権を承認することが出来ず、したがって利用可能性ビットマップとしてTxOPビットマップを再利用する「発表された」所有権情報を用いて返答するメッシュポイントを含み得る。   In addition, embodiments of the present invention include a mesh point that receives ownership information and is the intended receiver of the TxOP under negotiation, which TxOP is stored in the following situations: If the TxOP is free according to the information presented, the new reservation has a higher priority than the reservation occupying the intended slot, or the possibility of high parallel transmission as described in the detailed description. If possible, may include an approving step. In addition, an embodiment of the present invention is a mesh point that receives ownership information and is the intended receiver of TxOP in the negotiation, but cannot approve this ownership and is therefore available It may include mesh points that respond with “announced” ownership information that reuses the TxOP bitmap as a bitmap.

本発明の追加的な実施例は、TxOPの意図された受信器又は送信器でないメッシュポイントであって、状態が「占有されている」に設定される場合TxOPの発表された所有権を尊重するメッシュポイントをも含む。また本発明の実施例は、ビーコン期間における提案された値の最大値に基づきメッシュトラフィック段階の持続時間を規定する。更に、本発明は、スーパーフレームの実際の開始よりほんのわずか前にスーパーフレームの開始を発表するステップ、ビーコン期間において検出される全てのIDを収集した後でランダムに選択されたDevIDを用いてメッシュAPを識別するステップを含む。加えて、本発明の実施例は、異なる周波数でメッシュトラフィック及びAPトラフィックを送信するステップを含み、受信器は、累積ACKにおいて示されるシーケンス/フラグメント数を除いて、受信器へ送信された全てのMSDU(又はMSDUのフラグメント)を承認する。送信器は、送信待ち行列から、意図されるMSDUまで全てのMSDUを削除し得る。本発明の実施例は、送信器へ戻される自身のデータ送信に積み重ねられたACK情報を用いて、データパケットの受信の成功を知らせ得る受信器をも含み得る。   An additional embodiment of the present invention respects the announced ownership of TxOP if it is a mesh point that is not the intended receiver or transmitter of TxOP and the state is set to “Occupied”. Also includes mesh points. Embodiments of the present invention also define the duration of the mesh traffic phase based on the maximum proposed value in the beacon period. Further, the present invention includes a step of announcing the start of a superframe just shortly before the actual start of the superframe, meshing with a DevID selected randomly after collecting all IDs detected in the beacon period Identifying the AP. In addition, embodiments of the present invention include transmitting mesh traffic and AP traffic on different frequencies, where the receiver receives all of the transmitted sequences to the receiver except for the number of sequences / fragments indicated in the cumulative ACK. Approve MSDU (or fragment of MSDU). The transmitter may delete all MSDUs from the transmission queue up to the intended MSDU. Embodiments of the present invention may also include a receiver that can use the ACK information stacked in its data transmission back to the transmitter to signal successful reception of the data packet.

上述の本発明の多数の代わりの実施が可能である。本発明の特定の実施例のみが、添付の図面及び以上の詳細な説明において開示されているが、本発明は、上述の実施例に制限されず、添付の請求の範囲に記載される本発明から逸脱することなく、追加的な、代替態様、変更態様及び修正態様がなされ得ることを理解され得る。したがって、本発明の範囲は全てのこのような構成を包含し、請求の範囲によってのみ制限されることを理解されるべきである。   Many alternative implementations of the above-described invention are possible. While only specific embodiments of the invention have been disclosed in the accompanying drawings and the foregoing detailed description, the invention is not limited to the embodiments described above, but is described in the appended claims. It can be understood that additional alternatives, changes, and modifications can be made without departing from the invention. Accordingly, it is to be understood that the scope of the invention encompasses all such configurations and is limited only by the scope of the claims.

図1は、メッシュネットワークである。FIG. 1 is a mesh network. 図2は、例示的な無線状況の図である。FIG. 2 is a diagram of an exemplary wireless situation. 図3は、例示的な無線マルチホップ状況の図である。FIG. 3 is a diagram of an exemplary wireless multi-hop situation. 図4は、空間的再利用が可能である簡単な無線メッシュネットワークである。FIG. 4 is a simple wireless mesh network that can be spatially reused. 図5は、図4の状況に関する例示的なトラフィック/時間図である。FIG. 5 is an exemplary traffic / time diagram for the situation of FIG. 図6は、AP−トラフィック及びメッシュトラフィックの例示的な代替例を例示する。FIG. 6 illustrates exemplary alternatives for AP-traffic and mesh traffic. 図7は、本発明に従うBP及びTxOP所有を含む、メッシュ−トラフィック段階の例示的な構造である。FIG. 7 is an exemplary structure of the mesh-traffic phase including BP and TxOP ownership according to the present invention. 図8は、局1がビーコンを送信する一方で、ビーコン期間アクセスプロトコルが局4による干渉を防ぐ必要があることを示す。FIG. 8 shows that station 1 transmits beacons while the beacon period access protocol needs to prevent interference by station 4. 図9は、3つの領域を有するビーコンの例示的な詳細な構造を示す。FIG. 9 shows an exemplary detailed structure of a beacon having three regions. 図10は、例示的なCFパラメータセット及びBPOIEを有する標準的な802.11ビーコンを示す。FIG. 10 shows a standard 802.11 beacon with an exemplary CF parameter set and BPOIE. 図11aは、本発明の実施例に従うビーコンシフティングの例を示す。FIG. 11a shows an example of beacon shifting according to an embodiment of the present invention. 図11bは、本発明の実施例に従うビーコンシフティングの例を示す。FIG. 11b shows an example of beacon shifting according to an embodiment of the present invention. 図11cは、本発明の実施例に従うビーコンシフティングの例を示す。FIG. 11c shows an example of beacon shifting according to an embodiment of the present invention. 図11dは、本発明の実施例に従うビーコンシフティングの例を示す。FIG. 11d shows an example of beacon shifting according to an embodiment of the present invention. 図12は、TxOP所有IEの例示的な構造を示す。FIG. 12 shows an exemplary structure of a TxOP owning IE.

Claims (18)

APトラフィック及びメッシュトラフィックを含むネットワークにおける媒体アクセス制御の方法であって、
時間間隔を、APトラフィックに対する第1段階とビーコン期間を含むメッシュトラフィックに対する第2段階とに分割するステップと、
前記ビーコン期間を規定するステップであって、前記ビーコン期間が、1つ以上のスロットに分割され、前記ネットワーク内のそれぞれの装置のそれぞれのビーコンが、少なくとも1つの前記スロットを占有する、ステップと、
を含む方法。
A method of medium access control in a network including AP traffic and mesh traffic, comprising :
Dividing the time interval into a first stage for AP traffic and a second stage for mesh traffic including a beacon period;
Defining the beacon period, wherein the beacon period is divided into one or more slots, and each beacon of each device in the network occupies at least one of the slots;
Including methods.
前記ビーコン期間が、送信装置から送信される場合、前記ネットワークにおける近傍の装置と関連つけられるビーコンを含む、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein the beacon period includes a beacon associated with a neighboring device in the network when transmitted from a transmitting device. 前記ビーコン期間においてコンテンションフリー期間を発表するステップをさらに含み、前記コンテンションフリー期間の発表が、前記ネットワークにおける所定の局に、前記コンテンションフリー期間においてサイレントであるように命令する、請求項1に記載の方法。Further comprising the step of announcing a contention-free period in the beacon period, the announcement of the contention-free period, the predetermined stations in the network commands the is silent in the contention-free period, claim 1 The method described in 1. 前記ビーコン期間の持続時間が、TxOP持続時間の倍数である、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein a duration of the beacon period is a multiple of a TxOP duration. 前記ビーコン期間の持続時間は、前記ビーコン期間持続時間が前記倍数のTxOPであるように、最後に受信されるビーコン持続時間、現在のビーコン期間において受信される他のビーコンから報告される時間の量、及びある数のフリースロットを加えた前記最後に受信されるビーコン期間におけるビーコンから報告される時間の量、の最大値となるよう計算される、請求項に記載の方法。The duration of the beacon period is the amount of time reported from the last received beacon, other beacons received in the current beacon period, such that the beacon period duration is the multiple of TxOP. , and the amount of time reported from the beacon in the beacon period to receive a certain number of free slots on the last added is calculated such that the maximum value of the method of claim 4. 前記ビーコン期間の持続時間が、mMaxBPLengthより大きくない、請求項に記載の方法。6. The method of claim 5 , wherein the duration of the beacon period is not greater than mMaxBPLength. 前記それぞれのビーコンにより占有される前記スロットの数により前記ビーコン期間において前記それぞれのビーコンを順序付けするステップを更に含む、請求項1に記載の方法。The method of claim 1, further comprising ordering the respective beacons in the beacon period according to the number of slots occupied by the respective beacons . 前記ネットワーク内の装置が、1つの前記ビーコン期間において、異なる情報を有する1より多いビーコンを送信することができる、請求項1に記載の方法。The method of claim 1, wherein devices in the network are capable of transmitting more than one beacon having different information in one of the beacon periods . スライドさせることによって又はジャンプさせることによって、前記ビーコン期間における未使用のスロットを満たすステップ更に含む、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, further comprising filling unused slots in the beacon period by sliding or jumping. IEEE802.11規格に準拠するビーコンフレーム構造を規定するステップを含む、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, comprising defining a beacon frame structure that conforms to the IEEE 802.11 standard. ビーコン期間占有情報要素を含めるステップを更に含む、請求項10に記載の方法。The method of claim 10 , further comprising including a beacon period occupancy information element. 前記ビーコン期間占有情報要素が、ビーコン期間長フィールド、ビーコン期間ビットマップ、及び所有者ベクトルを含む、請求項11に記載の方法。The method of claim 11 , wherein the beacon period occupancy information element includes a beacon period length field, a beacon period bitmap, and an owner vector. 複数のマスターモジュールと複数のスレーブモジュールを含む無線ネットワークであって、前記マスターモジュール及び前記スレーブモジュールが、無線配信システムに関する媒体アクセスポイントプロトコルを用いて通信し、前記媒体アクセスポイントプロトコルが、BSS内トラフィックに関する第1段階及びDS内トラフィックに関する第2段階を含み、前記第2段階が、ビーコン期間を含み、前記ビーコン期間が、1つ以上のスロットに分割され、前記ネットワーク内のそれぞれの装置のそれぞれのビーコンが、少なくとも1つのスロットを占有し、前記それぞれのビーコンにより占有されるスロットが、前記ビーコン期間の少なくとも一部である、無線ネットワーク。A wireless network including a plurality of master modules and a plurality of slave modules, wherein the master module and the slave modules communicate using a medium access point protocol related to a wireless distribution system, and the medium access point protocol A second stage relating to intra-DS traffic and the second stage comprising a beacon period , wherein the beacon period is divided into one or more slots, for each of the respective devices in the network A wireless network , wherein a beacon occupies at least one slot, and a slot occupied by the respective beacon is at least part of the beacon period . マスターモジュールが、前記無線ネットワークにおけるアクセスポイントである、請求項13に記載のネットワーク。The network of claim 13 , wherein a master module is an access point in the wireless network. 前記媒体アクセスポイントプロトコルが、TxOP予約を用いて並列送信を支援する、請求項13に記載のネットワーク。The network of claim 13 , wherein the medium access point protocol supports parallel transmission using TxOP reservation. 前記DS内トラフィックがメッシュトラフィックである、請求項13に記載のネットワーク。The network according to claim 13 , wherein the intra-DS traffic is mesh traffic. 前記ビーコン期間が、TxOPの倍数であるビーコン期間の持続時間を有する、請求項16に記載のネットワーク。The network of claim 16 , wherein the beacon period has a beacon period duration that is a multiple of TxOP. 同一数の前記スロットを占有するビーコンが、前記ビーコン期間内の同一の領域において順序付けされる、請求項16に記載のネットワーク。The network of claim 16 , wherein beacons occupying the same number of slots are ordered in the same region within the beacon period .
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